СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ УСЛОВИЙ ОБЛЕДЕНЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК B64D15/20 

[001] Настоящее изобретение относится в основном к воздушному судну и, в частности, к обнаружению условий обледенения воздушного судна. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для обнаружения льда на поверхности воздушного судна.

[002] В авиации условия обледенения в атмосфере могут привести к образованию льда на поверхностях воздушного судна. Кроме того, этот лед также может образовываться внутри двигателя. Образование льда на поверхностях воздушного судна, на входных устройствах двигателя и других местах нежелательно и потенциально небезопасно для эксплуатации воздушного судна.

[003] Условия обледенения могут возникать, когда появляются капли переохлажденной жидкой воды. В этих иллюстративных примерах воду можно рассматривать как переохлажденную, когда вода охлаждена ниже установленной точки замерзания для воды, но еще находится в жидкой форме. Условия обледенения могут быть охарактеризованы размером капель, водностью, температурой воздуха и другими подходящими параметрами. Эти параметры могут влиять на скорость и степень образования льда на воздушном судне.

[004] Когда возникает лед, воздушным судном нельзя управлять должным образом. Например, лед на крыле воздушного судна приводит к сваливанию воздушного судна при малых углах атаки и повышенному сопротивлению воздуха.

[005] Воздушное судно может обладать механизмами для предотвращения обледенения, удаления льда или некоторой их комбинацией, чтобы действовать в этих условиях обледенения. Например, воздушное судно может содержать системы обнаружения, предотвращения и удаления обледенения. Лед может быть удален с использованием противообледенительной текучей среды, инфракрасного нагрева и других подходящих механизмов.

[006] В отношении обнаружения льда на поверхности воздушного судна доступные в настоящее время системы обнаружения льда не могут обнаруживать образование льда на поверхности воздушного судна настолько точно, насколько это необходимо. Используемые в настоящее время системы обнаружения льда могут дать неправильные показания относительно возможности возникновения льда.

[007] Например, одна из систем обнаружения льда регистрирует влажность и температуру. Если влага присутствует в непосредственной близости вокруг воздушного судна, и если температура достаточно низкая, то система обнаружения льда указывает на наличие льда на поверхности воздушного судна. Однако в некоторых случаях лед фактически может отсутствовать на поверхности этого воздушного судна. В зависимости от условий окружающей среды влажность может не привести к образованию льда, пока не будут достигнуты температуры, которые ниже температур, используемых в качестве порога для указания наличия льда. Таким образом, может возникнуть неточное показание наличия льда.

[008] Кроме того, как мелкие, так и крупные переохлажденные капли могут накапливаться на поверхности воздушного судна. Накопление каждого типа переохлажденных капель может привести к разным требованиям обеспечения безопасности. Например, когда крупные переохлажденные капли накапливаются на воздушном судне, эти капли могут стать факторами риска для безопасного полета воздушного судна. При мелких переохлажденных каплях эти капли могут накапливаться на передних краях воздушного судна, не создавая какой-либо опасности для полета воздушного судна. Имеющиеся в настоящее время системы обнаружения льда не могут различать мелкие и крупные переохлажденные капли. Таким образом, может появиться неточная информация относительно типа и опасности льда.

[009] Поэтому необходимы способ и устройство, которые решали бы по меньшей мере некоторые описанные выше проблемы, а также другие возможные проблемы.

Сущность изобретения

[0010] В одном иллюстративном варианте осуществления устройство содержит пьезоэлектрический материал и вибродатчик. Пьезоэлектрический материал обладает поверхностью, расположенной у поверхности средства передвижения. Пьезоэлектрический материал выполнен с возможностью вибрации. Вибродатчик выполнен с возможностью обнаружения изменения вибраций в пьезоэлектрическом материале, который указывает присутствие условия обледенения на поверхности пьезоэлектрического материала.

[0011] В другом иллюстративном варианте осуществления предлагается способ обнаружения наличия условия обледенения. Вибрации вызываются в пьезоэлектрическом материале, связанном с поверхностью средства передвижения. Определяется, присутствует ли условие обледенения на поверхности пьезоэлектрического материала по вибрациям.

[0012] На чертежах и в тексте одним из аспектов является устройство, содержащее пьезоэлектрический материал (304) с поверхностью (318), близкой к поверхности (210) средства (202) передвижения, выполнен с возможностью вибрации, и вибродатчик (308), выполненный с возможностью обнаружения изменения вибрации (202) пьезоэлектрического материала (304), который указывает на наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304).

[0013] В одной из модификаций предлагается устройство, в котором пьезоэлектрический материал (304) и вибродатчик (308) образуют пьезоэлектрический датчик (300). В другой модификации устройство дополнительно содержит виброгенератор (306), выполненный с возможностью вызывать вибрацию пьезоэлектрического материала (304). В еще одной модификации предлагается устройство, в котором пьезоэлектрический материал (304) выполнен с возможностью вибрации со сдвиговыми колебаниями (220). В одной из модификаций предлагается устройство, в котором пьезоэлектрический материал (304) и вибродатчик (308) соединены с кожухом (302), установленным в средстве (202) передвижения таким образом, что поверхность (318) пьезоэлектрического материала (304) размещена по существу заподлицо с поверхностью (210) средства (202) передвижения. В еще одной модификации предлагается устройство, которое предназначено для обнаружения изменения вибрации (212) пьезоэлектрического материала (304), что указывает на присутствие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304), и в котором вибродатчик (308) выполнен с возможностью обнаружения ряда условий обледенения на поверхности пьезоэлектрического материала (304) на основе изменения вибрации (212).

[0014] В еще одной модификации предлагается устройство, в котором условием обледенения является лед (224) на поверхности (210) средства (202) передвижения и которое дополнительно содержит противообледенительную систему (203), сконструированную для удаления льда (224) с поверхности (210) средства (202) передвижения. В еще одной модификации предлагается устройство, в котором противообледенительная система (230) выбрана одной из следующих: инфракрасного нагревателя, электрического резистивного нагревателя и антиобледенителя. В еще одной модификации устройство дополнительно содержит противообледенительную систему (230), предназначенную для удаления льда (224) с поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304).

[0015] В еще одной модификации предлагается устройство, в котором пьезоэлектрический материал (304) представляет собой первый пьезоэлектрический материал (304) и который дополнительно содержит второй пьезоэлектрический материал (305) со второй поверхностью в непосредственной близости от поверхности (210) средства (202) передвижения, предназначенный для вибрации, причем второй пьезоэлектрический материал (305) по существу идентичен первому пьезоэлектрическому материалу (304). В еще одной модификации предлагается устройство, в котором условие обледенения выбрано по меньшей мере одним из следующих: льдом (224) на поверхности (210) средства (202) передвижения и каплями (232) воды на поверхности (210) средства (202) передвижения в условиях, которые вызывают образование льда (224) из капель воды.

[0016] Одним из аспектов является способ обнаружения условия обледенения, содержащий: создание вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, и определение наличия условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304) посредством вибраций. В одной из модификаций предлагается способ, в котором определение наличия условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304) посредством вибрации (212) включает мониторинг вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале (304) и определение того, является ли изменение вибрации (212) достаточно большим, чтобы служить признаком наличия условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304).

[0017] В другой модификации способ дополнительно включает выполнение операции (228), после того как определено наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала. В еще одной модификации предлагается способ, в котором выполнение операции (228), после того как определено условие обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304), включает индикацию ряда условий обледенения (после того как определено наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304)).

[0018] В еще одной модификации предлагается способ, в котором выполнение операции (228), после того как определено наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304), включает инициализацию операции (228) противообледенительной системы (230) (после того как определено наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304)). В еще одной модификации предлагается способ, в котором инициализация операции (228) противообледенительной системы (230), после того как определено наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304), включает инициализацию операции (228) противообледенительной системы (230) (после того как определено наличие условия обледенения на поверхности (318) пьезоэлектрического материала (304)), причем противообледенительная система (230) выбрана по меньшей мере одной из следующих: инфракрасный нагреватель, электрический резистивный нагреватель и антиобледенитель.

[0019] В еще одной модификации предлагается способ, в котором причина вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, включает причину вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале, соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, причем пьезоэлектрический материал (304) выбран одним из следующих: пьезоэлектрического кристалла, пьезоэлектрической керамики, кварца и фосфата галлия. В еще одной модификации предлагается способ, в котором причина вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, включает причину вибрации (212) со сдвиговыми колебаниями (220) в пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения. В еще одной модификации предлагается способ, в котором причина вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, включает причину вибрации (212) в пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, в котором пьезоэлектрический материал (304) и вибродатчик (308) соединены с кожухом (302), установленным в средстве передвижения, чтобы поверхность (318) пьезоэлектрического материала (304) была расположена по существу заподлицо с поверхностью (210) средства (202) передвижения.

[0020] Особенности и функции могут быть достигнуты независимо в различных вариантах осуществления настоящего изобретения или могут быть скомбинированы в других вариантах осуществления, в которых могут проявиться дополнительные детали из следующего описания и чертежей.

Краткое описание чертежей

[0021] Новые признаки, считающиеся существенными признаками иллюстративных вариантов осуществления, изложены далее в заявленной формуле изобретения. Однако иллюстративные варианты осуществления, а также предпочтительный способ использования, дополнительные цели и признаки наилучшим образом поясняются следующим подробным описанием иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

[0022] на фиг. 1 показано воздушное судно по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0023] на фиг. 2 показана блок-схема средств обнаружения условий обледенения по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0024] на фиг. 3 показана блок-схема пьезоэлектрического датчика по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0025] на фиг. 4 показана блок-схема пакета данных, которые могут быть получены пьезоэлектрическим датчиком по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0026] на фиг. 5 показан пьезоэлектрический датчик по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0027] на фиг. 6 показан вид в сечении пьезоэлектрического датчика, установленного в фюзеляже воздушного судна по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0028] на фиг. 7 показана схема последовательности операций способа обнаружения условий обледенения по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0029] на фиг. 8 показана схема последовательности способа обнаружения вибрации в пьезоэлектрическом датчике по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0030] на фиг. 9 показана схема последовательности операций способа определения наличия условия обледенения по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0031] на фиг. 10 показана система обработки данных по одному иллюстративному варианту осуществления;

[0032] на фиг. 11 показан способ изготовления и обслуживания воздушного судна по одному иллюстративному варианту осуществления; и

[0033] на фиг. 12 показано воздушное судно, в котором может быть реализован иллюстративный вариант осуществления.

Подробное описание

[0034] В иллюстративных вариантах осуществления принято во внимание и учтено множество различных соображений. Например, в иллюстративных вариантах осуществления принято во внимание и учтено, что в отличие от обнаружения наличия влаги и температуры около воздушного судна обнаружение фактического наличия льда или жидкости на поверхности воздушного судна может повысить точность обнаружения льда или жидкости на воздушном судне.

[0035] Например, в иллюстративных вариантах осуществления принято во внимание и учтено, что использование датчика с поверхностью, которая вибрирует, может обеспечить более точное указание наличия условия обледенения. Например, вибрации могут меняться по-разному, когда на поверхности датчика присутствуют вода или лед.

[0036] На чертежах и, в частности, на фиг. 1, показано воздушное судно по одному иллюстративному варианту осуществления. В этом иллюстративном примере воздушное судно 100 обладает крылом 102 и крылом 104, присоединенными к фюзеляжу 106. Воздушное судно 100 также содержит двигатель 108, присоединенный к крылу 102, и двигатель 110, присоединенный к крылу 104.

[0037] Фюзеляж 106 имеет носовой отсек 112 и хвостовой отсек 114. Носовой отсек 112 представляет собой переднюю часть воздушного судна 100, а хвостовой отсек 114 - заднюю часть воздушного судна 100. Горизонтальный стабилизатор 116, горизонтальный стабилизатор 118 и вертикальный стабилизатор 120 присоединены к хвостовому отсеку 114 фюзеляжа 106.

[0038] Воздушное судно 100 представляет собой пример воздушного судна, в котором система 122 обнаружения условий обледенения может быть реализована по некоторому иллюстративному варианту осуществления. В этих иллюстративных примерах система 122 обнаружения условий обледенения содержит датчики 124 на поверхности 126 воздушного судна 100.

[0039] В этих иллюстративных примерах один датчик из датчиков 124 может содержать пьезоэлектрический материал. Пьезоэлектрический материал обладает поверхностью, близкой к поверхности 126 воздушного судна 100, и выполнен с возможностью вибрации. Когда лед образуется на поверхности пьезоэлектрического материала, вибрации в пьезоэлектрическом материале меняются. Изменение вибраций в пьезоэлектрическом материале может быть использовано для определения наличия льда на поверхности пьезоэлектрического материала. Кроме того, количество льда, который нарос на поверхности пьезоэлектрического материала, также может быть идентифицирован посредством изменений вибрации пьезоэлектрического материала с течением времени.

[0040] В этих иллюстративных примерах датчики 124 в системе 122 обнаружения условий обледенения могут быть расположены в различных местах на поверхности 126 воздушного судна 100. Как показано на чертеже, датчики 124 включают датчики 130, 132, 134, 136, 137, 138, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 146 и 148.

[0041] В этих иллюстративных примерах датчики 130, 132 и 134 расположены на фюзеляже 106 воздушного судна 100. В этом иллюстративном примере датчик 130 расположен на верхней стороне 150 фюзеляжа 106. Датчик 132 расположен на боковой стороне 152 фюзеляжа 106, а датчик 134 расположен на боковой стороне 154 фюзеляжа 106. Боковые стороны 152 и 154 расположены напротив друг друга на фюзеляже 106. В этом иллюстративном примере датчик 134 показан пунктиром на боковой стороне 154 фюзеляжа 106.

[0042] В этих иллюстративных примерах датчики 130, 132 и 134 расположены у или выше горизонтальной центральной линии 156 на фюзеляже 106. За счет относительного положения этих датчиков датчики 130, 132 и 134 могут находиться в местах, в которых устранено или снижено воздействие грязи на взлетно-посадочной полосе, когда воздушное судно 100 выруливает на взлетно-посадочную полосу.

[0043] Датчик 136 и датчик 138 расположен на кожухе двигателя 108 и двигателя 110 соответственно. Датчики 137, 139 и 140 расположены на крыле 102, а датчики 141, 142 и 143 расположены на крыле 104. Датчик 146 расположен на горизонтальном стабилизаторе 116, а датчик 144 расположен на горизонтальном стабилизаторе 118. Датчик 148 расположен на вертикальном стабилизаторе 120.

[0044] Иллюстрация датчиков 124 не означает, что подразумеваются физические или структурные ограничения способа, по которому датчики могут быть расположены на воздушном судне 100 или другом воздушном судне. В этих иллюстративных примерах хотя 14 датчиков показаны в качестве датчиков 124, может быть реализовано другое множество датчиков. Например, только один датчик может присутствовать в системе 122 обнаружения условий обледенения вместо множества датчиков 124. Используемый в настоящем документе термин "множество" при использовании со ссылкой на некоторые позиции означает одну или более позиций. Другими словами, число датчиков 124 составляет один или более датчиков.

[0045] Распределение датчиков 124 на поверхности 126 воздушного судна 100 позволяет системе 122 обнаружения условий обледенения обнаруживать различные типы распределения обледенения на участках поверхности 126 воздушного судна 100. Например, условия обледенения на крыле 102 воздушного судна 100 могут быть различны на разных участках крыла 102. Например, капли льда могут накапливаться гуще около датчика 137, чем около датчика 140. В результате система 122 обнаружения условий обледенения может быть использована для определения возникновения рисков для безопасного полета воздушного судна 100, в зависимости от распределения льда на крыле 102 или других участках воздушного судна 100.

[0046] Система 122 обнаружения условий обледенения также может обнаруживать условия обледенения до образования льда. Например, система 122 обнаружения условий обледенения может обнаруживать капли воды в условиях, когда капли воды могут образовывать лед. Другими словами, условием обледенения может быть по меньшей мере одно из следующих: льда на поверхности и капель воды на поверхности в условиях, которые вызывают образование льда из капель воды.

[0047] Используемая в настоящем документе фраза "по меньшей мере один из", при использовании со списком позиций, означает различные комбинации одной или более из перечисленных позиций, которые могут быть использованы, и только одна из каждых позиций в списке может быть востребована. Например, "по меньшей мере одна из позиций А, В и С" может включать, без ограничения, позицию А или позицию А и позицию В. Этот пример также может включать позицию А, позицию В и позицию С, или позицию В и позицию С.

[0048] На фиг. 2 показана блок-схема средств обнаружения льда по одному иллюстративному варианту осуществления. Средства 200 обнаружения условий обледенения представляют собой средства, с помощью которых для средства 202 передвижения может быть выполнено обнаружение льда. В этом иллюстративном примере средством 202 передвижения может быть воздушное судно 100 по фиг. 1.

[0049] Система 204 обнаружения условий обледенения может быть присоединена к средству 202 передвижения. Когда один компонент "присоединен" к другому компоненту, в описанных примерах это присоединение является физическим присоединением. Например, первый компонент, система 204 обнаружения условий обледенения, может считаться присоединенной ко второму компоненту, средству 202 передвижения, посредством скрепления со вторым компонентом, приклеивания ко второму компоненту, монтажа на втором компоненте, приваривания ко второму компоненту, прикрепления ко второму компоненту и/или присоединения ко второму компоненту некоторым другим подходящим образом. Первый компонент также может быть присоединен ко второму компоненту с использованием третьего компонента. Первый компонент также может считаться соединенным со вторым компонентом посредством формирования в качестве части и/или продолжения второго компонента.

[0050] В этих иллюстративных примерах система 204 обнаружения условий обледенения имеет форму пьезоэлектрической системы 206 обнаружения условий обледенения. Пьезоэлектрическая система 206 обнаружения условий обледенения содержит множество пьезоэлектрических датчиков 208. Как показано на чертеже, множество пьезоэлектрических датчиков 208 может быть расположено по существу заподлицо или в одной плоскости с поверхностью 210 средства 202 передвижения.

[0051] В этих иллюстративных примерах множество пьезоэлектрических датчиков 208 генерирует вибрации 212. Вибрации 212 могут быть использованы для определения того, присутствует ли лед 224 на поверхности 210 средства 202 передвижения.

[0052] Пьезоэлектрическая система 206 обнаружения условий обледенения также содержит систему 214 генерирования вибраций, система 216 обнаружения вибраций и контроллер 218. Система 214 генерирования вибраций представляет собой аппаратное обеспечение, предназначенное для генерирования электрических сигналов, которые вызывают генерирование вибраций 212 множеством пьезоэлектрических датчиков 208.

[0053] В этих иллюстративных примерах вибрации 212 представляют собой сдвиговые колебания 220. Вибрации 212 типа сдвиговых колебаний 220 представляют собой волны, движущиеся в направлении, которое по существу перпендикулярно направлению, в котором распространяются волны.

[0054] Система 216 обнаружения вибраций сконструирована для обнаружения вибрации 212. В частности, система 216 обнаружения вибраций может обнаруживать частоту вибраций 212. Система 216 обнаружения вибраций сконструирована для генерирования данных 222. В этих иллюстративных примерах данные 222 могут представлять собой, в качестве примера, а не ограничения, по меньшей мере один из следующих параметров: частотное распределение, амплитуду, фазу одних вибраций 212 относительно других вибраций 212 или некоторый другой подходящий параметр. Кроме того, в данных 222 могут присутствовать и быть обнаружеными многочисленные вибрации с различными частотами.

[0055] Данные 222 используются контроллером 218 для определения наличия льда 224 на поверхности 210 средства 202 передвижения. Контроллер 218 может быть реализован в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации. В этих иллюстративных примерах контроллер 218 может быть реализован в виде компьютерной системы 226. Компьютерная система 226 представляет собой один или более компьютеров. Когда в компьютерной системе 226 присутствуют более одного компьютера, эти компьютеры могут быть связаны друг с другом посредством среды связи, такой как сеть.

[0056] Когда используется программное обеспечение, операции, выполняемые компонентами, могут быть реализованы в программном коде, предназначенном для запуска в процессорном блоке. Когда используется аппаратное обеспечение, то это обеспечение может содержать схемы, предназначенные для выполнения операций в компонентах.

[0057] В этих иллюстративных примерах аппаратное обеспечение может быть в виде электронной схемы, интегральной схемы, специализированных интегральных схем (ASIC), программируемого логического устройства или некоторого другого аппаратного обеспечения подходящего типа, предназначенного для выполнения множества операций. В случае программируемого логического устройства, это устройство конфигурируется для выполнения множества операций. Устройство может быть позже переконфигурировано или может быть конфигурировано необратимо для выполнения множества операций. Примеры программируемых логических устройств включают, например, программируемую логическую матрицу, программируемую матричную логику, логическую матрицу, программируемую пользователем, программируемую пользователем вентильную матрицу и другие подходящие аппаратные средства. Кроме того, рабочие элементы могут быть реализованы в виде органических компонентов, объединенных с неорганическими компонентами, и/или могут состоять полностью из органических компонентов, за исключением человека. Например, рабочие элементы могут быть реализованы в виде схем на органических полупроводниках.

[0058] Контроллер 218 анализирует данные 222 для определения того, служат ли вибрации 212 на любом из множества пьезоэлектрических датчиков 208 признаком наличия льда 224 на поверхности 210 средства 202 передвижения. Кроме того, контроллер 218 также позволяет определить массу льда 224, обнаруженного на поверхности 210 средства 202 передвижения.

[0059] В результате обнаружения наличия льда 224 на поверхности 210 средства 202 передвижения контроллером 218 может быть выполнена операция 228. Операция 228 может принимать множество различных форм. Например, операция 228 может быть по меньшей мере одной из следующих: генерирование сигнала тревоги, указывающего на наличие льда 224, инициализации срабатывания противообледенительной системы 230 и других подходящих операций.

[0060] В этих иллюстративных примерах сигнал тревоги может включать визуальный индикатор, звук или другой подходящий сигнал тревоги, который может быть предусмотрен для оператора средства 202 передвижения. В некоторых случаях сигнал тревоги также может быть передан оператору или компьютерной системе, расположенных на удалении от средства 202 передвижения.

[0061] Противообледенительная система 230 предназначена для удаления льда 224 с поверхности 210 средства 202 передвижения. Кроме того, противообледенительная система 230 также может быть предназначена для удаления льда с множества пьезоэлектрических датчиков 208. Противообледенительная система 230 может принимать множество различных форм. В качестве примера, а не ограничения, противообледенительная система 230 может быть выбрана по меньшей мере одной из следующих: инфракрасного нагревателя, электрического резистивного нагревателя, антиобледенителя и других подходящих типов противообледенительных устройств.

[0062] Дополнительно система 204 обнаружения условий обледенения также может обнаружить условия на поверхности 210, где лед 224 может образоваться, до образования льда 224 на поверхности 210 средства 202 передвижения. Например, множество пьезоэлектрических датчиков 208 в системе 204 обнаружения условий обледенения может обнаружить капли 232 воды, которые достигают множества пьезоэлектрических датчиков 208 на поверхности 210 средства 202 передвижения в условиях, при которых может образоваться лед 224. Обнаружение льда 224, капель 232 воды или как льда 224, так и капель 232 воды может быть использовано для идентификации наличия одного или более типов условий обледенения. Другими словами, условие обледенения может включать в себя наличие льда 224 на поверхности 210, обнаружение капель 232 воды на поверхности 210, когда внешние условия могут привести к образованию льда 224 из капель 232 воды, или оба варианта.

[0063] На фиг. 3 показана блок-схема пьезоэлектрического датчика по одному иллюстративному варианту осуществления. Пьезоэлектрический датчик 300 является примером одного из пьезоэлектрических датчиков 208 по фиг. 2.

[0064] Как показано на чертеже, пьезоэлектрический датчик 300 содержит кожух 302, пьезоэлектрический материал 304, пьезоэлектрический материал 305, виброгенератор 306, температурный датчик 307, вибродатчик 308 и нагреватель 309. В этих иллюстративных примерах пьезоэлектрический материал 304, пьезоэлектрический материал 305, виброгенератор 306, температурный датчик 307, вибродатчик 308 и нагреватель 309 присоединены к кожуху 302. Температурный датчик 307 может быть использован для мониторинга температуры пьезоэлектрического материала 304.

[0065] Кожух 302 представляет собой структуру, предназначенную для монтажа в средстве 202 передвижения. В частности, кожух 302 может быть выполнен с возможностью монтажа по существу заподлицо или в одной плоскости с поверхностью 210 средства 202 передвижения. Когда кожух 302 смонтирован по существу заподлицо с поверхностью 210 средства 202 передвижения, кожух 302 и различные компоненты, присоединенные к кожуху 302, не могут увеличивать лобовое сопротивление средства 202 передвижения, когда средство 202 передвижения находится в движении.

[0066] Пьезоэлектрический материал 304 представляет собой материал, в котором между электрическим состоянием и механическим состоянием существует электромеханическое взаимодействие. В этих иллюстративных примерах пьезоэлектрический материал 304 имеет форму кристаллов 310. В этих иллюстративных примерах пьезоэлектрический материал 304 выполнен с возможностью вибрации, когда электрический заряд прикладывается к пьезоэлектрическому материалу 304.

[0067] Пьезоэлектрический материал 305 может быть в виде кристаллов 311. В этих иллюстративных примерах пьезоэлектрический материал 305 выбран по существу идентичным пьезоэлектрическому материалу 304. Другими словами, пьезоэлектрический материал 304 и пьезоэлектрический материал 305 могут быть выбраны в виде одного и того же материала и обладают по существу одними и теми же размерами.

[0068] Пьезоэлектрический материал 304 и пьезоэлектрический материал 305 могут быть выбраны из множества различных материалов. В качестве примера, а не ограничения, пьезоэлектрический материал 304 и пьезоэлектрический материал 305 могут быть одним из следующих материалов: пьезоэлектрический кристалл, пьезоэлектрическая керамика, кварц, фосфат галлия и другие подходящие материалы.

[0069] Виброгенератор 306 представляет собой аппаратное обеспечение и также может включать программное обеспечение. В этом иллюстративном примере виброгенератор 306 показан на примере устройства, которое может быть реализовано в системе 214 генерирования вибраций по фиг. 2.

[0070] Как показано на чертеже, виброгенератор 306 электрически подключен к пьезоэлектрическому материалу 304 и пьезоэлектрическому материалу 305. Виброгенератор 306 предназначен, чтобы вызывать вибрации 312 в пьезоэлектрическом материале 304 и вибрации 313 в пьезоэлектрическом материале 305.

[0071] В этом иллюстративном примере вибрации 312 представляют собой сдвиговые колебания 314. Кроме того, вибрации 313 могут включать сдвиговые колебания 315. Вибрации 312 со сдвиговыми колебаниями 314 и вибрации 313 со сдвиговыми колебаниями 315 представляют собой волны со смещением в направлении, которое по существу перпендикулярно направлению распространения волны.

[0072] В этих иллюстративных примерах пьезоэлектрический материал 304 и пьезоэлектрический материал 305 могут реагировать по-разному на различные типы условий. Например, капли жидкости могут в меньшей степени нарушать работу пьезоэлектрического материала 304 и пьезоэлектрического материала 305, чем переохлажденные капли. Другими словами, вибрации 212 со сдвиговыми колебаниями 314 и вибрации 313 со сдвиговыми колебаниями 315 могут не возникать для капель жидкости так, как это происходит с переохлажденными каплями. В результате, пьезоэлектрический датчик 300 может отличить нагрузку от жидкости и нагрузку ото льда на поверхности пьезоэлектрического материала.

[0073] Как показано на чертеже, наличие двух типов капель воды может указывать различные типы условий обледенения. Например, первый тип условия обледенения и второй тип условия обледенения могут быть вызваны каплями воды различного размера. Хотя диапазоны высот над уровнем моря, температур и водности могут быть одними и теми же, единственным различием между первым и вторым типами условия обледенения является размер капель.

[0074] В данных иллюстративных примерах эти условия обледенения могут возникать при различных высотах над уровнем моря и температурах, что вызывает образование льда на средстве 202 передвижения, когда средством 202 передвижения является воздушное судно 100. Например, условия обледенения могут присутствовать на высоте над уровнем моря выше 30000 футов, когда температура составляет от около -40 до около нуля градусов Цельсия. Безусловно, возможны другие высоты и температуры, на которых может образовываться лед из воды, контактирующей с поверхностью 126 воздушного судна 100. Условия обледенения также могут присутствовать, когда водность в каплях составляет от примерно 0,4 до примерно 2,8 г/м³ при диапазонах высот и температур, описанных выше.

[0075] В этих иллюстративных примерах первый тип условия обледенения может присутствовать, когда размер капель составляет от примерно 0,00465 до примерно 0,111 мм в диаметре. Капли этого размера можно назвать нормальными каплями. Второй тип условия обледенения может присутствовать, когда размер капель включает капли, которые обладают диаметром больше около 0,111 мм. Капли с размером больше около 0,111 мм можно назвать крупными каплями и, в частности, можно назвать переохлажденными крупными каплями при выбранных условиях высоты, температуры и водности. Вода считается переохлажденной, когда она охлаждена до температуры ниже установленной точки замерзания для воды, но еще находится в жидкой форме.

[0076] Как показано на чертеже, пьезоэлектрический датчик 300 может быть выполнен с возможностью обнаружения льда, образованного каплями воды с первым множеством размеров. Кроме того, пьезоэлектрический датчик 300 может быть выполнен с возможностью обнаружения льда, образованного каплями воды со вторым множеством размеров. В этих иллюстративных примерах первое множество размеров меньше, чем второе множество размеров. Различные условия могут быть обнаружены на основе размещения пьезоэлектрического датчика 300 на воздушном судне 100 по фиг. 1.

[0077] Например, первое множество размеров может составлять от примерно 0,00465 до примерно 0,111 мм в диаметре. Второе множество размеров может составлять от примерно 0,112 до примерно 2,2 мм в диаметре.

[0078] Второе множество размеров капель воды может представлять собой капли воды, которые считаются каплями переохлажденной воды. Таким образом, эти капли переохлажденной воды могут представлять собой переохлажденные крупные капли.

[0079] Вибрации 312 могут меняться, когда лед 316 находится на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304. В этих приведенных примерах поверхность 318 подвержена действию окружающей среды. В этом иллюстративном примере изменения вибрации 312 отличаются для льда 316 на поверхности 318 в противоположность случаю, когда лед 316 отсутствует на поверхности 318. Кроме того, изменения вибрации 312 отличаются, когда жидкость 320 присутствует на поверхности 318. Другими словами, изменения вибрации 312 могут быть использованы для нахождения разницы между наличием жидкости 320 или льда 316 на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304.

[0080] В этих иллюстративных примерах вибрации 313 не меняются при наличии льда 316. Пьезоэлектрический материал 305 не подвергается действию планера воздушного судна в том смысле, что позволяет образовываться льду 316 на пьезоэлектрическом материале 305. Однако пьезоэлектрический материал 305 может подвергаться воздействию тех же температур, что и пьезоэлектрический материал 304.

[0081] Это воздействие температур может быть таким, что изменения температуры приводят к вибрации 312 в пьезоэлектрическом материале 304 и вибрации 313 в пьезоэлектрическом материале 305, по существу такой же или идентичной, когда лед 316 или другая текучая среда не присутствует на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304. Другими словами, вибрации 313 в пьезоэлектрическом материале 305 являются опорными вибрациями для вибраций 312 в пьезоэлектрическом материале 304.

[0082] Вибродатчик 308 представляет собой аппаратное обеспечение и может включать программное обеспечение. Вибродатчик 308 выполнен с возможностью обнаружения вибрации 312 и генерирует пакет 324 данных. Пакет 324 данных является примером пакета данных, который может быть в данных 222 по фиг. 2. Пакет 324 данных может быть использован для определения наличия льда 316 на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304.

[0083] В других иллюстративных примерах пакет 324 данных также может быть использован для определения массы 326 льда 316 на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304. Например, измерение сдвига частоты в пьезоэлектрическом материале 304 от предполагаемой базовой частоты для пьезоэлектрического материала 304 может быть использовано для определения массы 326 льда 316 на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304.

[0084] В этих иллюстративных примерах температурный датчик 307 представляет собой аппаратное средство, предназначенное для мониторинга температуры кристаллов 310 в пьезоэлектрическом материале 304. Температурный датчик 307 может представлять собой, в качестве примера, а не ограничения, термистор, пирометр или некоторый другой подходящий тип температурного датчика для мониторинга температуры кристаллов 310. В других иллюстративных примерах температурный датчик 307 может отсутствовать. Температурный датчик 307 также может быть использован для определения того, достаточно ли низкая температура, чтобы заставить жидкость 320, такую как капли воды, образовывать лед 316.

[0085] Нагреватель 309 представляет собой аппаратное средство, предназначенное для удаления льда 316 с поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304. Нагреватель 309 показывает пример устройства, которое может быть реализовано в противообледенительной системе 230 по фиг. 2. Как показано на чертеже, нагреватель 309 может быть реализован с помощью электрического резистивного нагревателя, устройства для мгновенного испарения жидкости или некоторого другого устройства подходящего типа.

[0086] Удаление льда 316 с поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304 позволяет обнаружить последующее образование льда 316 на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304. Удаление льда 316 с поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304 может наступить после удаления льда 316 с других участков поверхности 210 средства 202 передвижения.

[0087] На фиг. 4 показана блок-схема пакета данных, который может быть сгенерирован пьезоэлектрическим датчиком, по одному иллюстративному варианту осуществления. На этом чертеже показаны примеры данных, которые могут быть включены в пакет 324 данных и сгенерированы датчиком 308 вибраций. Как показано на чертеже, пакет 324 данных включает частоту 400, разность 402, идентификатор 404 датчика и временную метку 406.

[0088] Частота 400 является частотой вибраций 312 в пьезоэлектрическом материале 304. Разность 402 идентифицирует разность между частотой 400 вибраций 312 в пьезоэлектрическом материале 304 и частотой вибраций 313 в пьезоэлектрическом материале 305.

[0089] Идентификатор 404 датчика является уникальным идентификатором, идентифицирующим пьезоэлектрический датчик, генерирующий пакет 324 данных. Временная метка 406 идентифицирует время, когда были созданы данные в пакете 324 данных.

[0090] Иллюстрация средства 200 обнаружения условий обледенения по фиг. 2 и различных компонентов по фиг. 3 и 4 не подразумевает физических или структурных ограничений способа, которым может быть реализован иллюстративный вариант осуществления.

[0091] Например, в некоторых иллюстративных примерах пьезоэлектрический материал 305 может отсутствовать. Ожидаемая частота вибраций 312, когда лед 316 присутствует на поверхности 318 пьезоэлектрического материала 304, может быть сохранена в базе данных. База данных может обеспечивать ожидаемые частоты для образования льда 316 при различных температурах и высотах над уровнем моря.

[0092] В другом иллюстративном примере пакет 324 данных может включать другие типы информации, помимо или вместо информации, показанной на фиг. 4. Например, в некоторых иллюстративных примерах пакет 324 данных также может включать идентификацию температуры. Температура может быть использована для определения того, указывает ли частота 400 наличие льда, когда разность 402 не включена в пакет 324 данных.

[0093] На фиг. 5 показан пьезоэлектрический датчик по одному иллюстративному варианту осуществления. Пьезоэлектрический датчик 500 показывает пример физического варианта осуществления пьезоэлектрического датчика 300, показанного в блоке, сформированном на фиг. 3.

[0094] Пьезоэлектрический датчик 500 содержит кожух 502. Кожух 502 выполнен с возможностью посадки внутри отверстия 504 в поверхности 126 фюзеляжа 106 на фиг. 1. Кожух 502 имеет форму, которая по существу обеспечивает его размещение заподлицо с поверхностью 126, когда он размещен в отверстии 504. Кроме того, форма кожуха 502 такова, чтобы кожух 502 по существу соответствовал по форме кривизне 506 поверхности 126.

[0095] Кроме того, кожух 502 также имеет отверстие 508. В этом иллюстративном примере отверстие 508 обладает по существу круглой формой. Безусловно, отверстие 508 может обладать любой формой, необходимой в зависимости от конкретного применения. Отверстие 508 обнажает поверхность 510 пьезоэлектрического материала 512, расположенного в кожухе 502 пьезоэлектрического датчика 500.

[0096] На фиг. 6 показан вид в сечении пьезоэлектрического датчика по одному иллюстративному варианту осуществления, установленного на фюзеляже воздушного судна. В этом иллюстративном примере вид в сечении пьезоэлектрического датчика 500 показан вдоль линии 6-6 на фиг. 5.

[0097] На этом виде показан такой кожух 502, чтобы по меньшей мере одна из поверхности 600 кожуха 502 и поверхности 510 пьезоэлектрического материала 512 размещена по существу примыкала заподлицо с поверхностью 126. В частности, поверхность 600 кожуха 502 и поверхность 510 пьезоэлектрического материала 512 могут обладать такой кривизной 506, чтобы поверхность 600 кожуха 502 и поверхность 510 пьезоэлектрического материала 512 по существу соответствовали кривизне 506 поверхности 126 воздушного судна 100.

[0098] На этом виде виброгенератор 602 и вибродатчик 604 также показаны внутри кожуха 502. В этих иллюстративных примерах данные компоненты реализованы с использованием интегральных схем.

[0099] Различные компоненты, показанные на фиг. 1 и 4-6, могут быть скомбинированы с компонентами по фиг. 2-3, использованы с компонентами по фиг. 2-3 или могут быть комбинацией обоих вариантов. Кроме того, некоторые компоненты по фиг. 1 и 4-6 могут представлять собой иллюстративные примеры того, как компоненты, показанные в блоке, сформированном на фиг. 2-3, могут быть реализованы в виде физических структур.

[00100] На фиг. 7 показана схема последовательности операций способа обнаружения условия обледенения по одному иллюстративному варианту осуществления. Способ, показанный на фиг. 7, может быть реализован в виде средства 200 обнаружения условий обледенения по фиг. 2. В частности, различные операции могут быть выполнены в системе 204 обнаружения условий обледенения.

[00101] Способ начинается вызыванием вибраций в пьезоэлектрическом материале, присоединенном к поверхности средства передвижения (операция 700). В этом иллюстративном примере вибрации могут быть вибрациями со сдвиговыми колебаниями. Способ затем позволяет определить наличие условия обледенения на пьезоэлектрическом материале по вибрациям (операция 702). В этих иллюстративных примерах условием обледенения может быть лед, капли воды, которые могут образовывать лед, или как лед, так и капли воды.

[00102] Если определено наличие условия обледенения на пьезоэлектрическом материале, инициируется операция (операция 704) с возвратом способа к операции 700. Эта операция может включать, в качестве примера, но не ограничения, генерирование сигнала тревоги, инициализацию работы противообледенительной системы и другие подходящие операции. Сигнал тревоги может представлять собой, например, визуальный сигнал тревоги, звуковой сигнал тревоги или как визуальный сигнал тревоги, так и звуковой сигнал тревоги, которые предоставляются оператору средства передвижения.

[00103] В других иллюстративных примерах операцией 704 может быть инициализация противообледенительной системы. При инициализации противообледенительной системы лед, который накапливается на поверхности пьезоэлектрического материала, может быть удален. Согласно операции 702, если определено, что нет условия обледенения, способ возвращается к операции 700, как указано выше.

[00104] На фиг. 8 приведена схема последовательности операций способа определения вибраций в пьезоэлектрическом датчике по одному иллюстративному варианту осуществления. Способ, показанный на фиг. 8, может быть реализован в виде пьезоэлектрического датчика из множества пьезоэлектрических датчиков 208 в системе 204 обнаружения условий обледенения по фиг. 2. В частности, этот способ может быть реализован в виде датчика 308 вибраций в пьезоэлектрическом датчике 300 по фиг. 3.

[00105] Способ начинается идентификацией частоты вибраций пьезоэлектрического материала в пьезоэлектрическом датчике (операция 800). В операции 800 пьезоэлектрическим материалом является пьезоэлектрический материал, который подвергнут влиянию окружающей среды средства передвижения. Другими словами, воздействие таково, что если лед образуется на поверхности средства передвижения, лед также может образовываться на пьезоэлектрическом материале.

[00106] Далее, на зарегистрированной частоте (операция 802) генерируется пакет данных. Пакет данных также может включать идентификацию пьезоэлектрического датчика, временную метку и другую подходящую информацию. Например, частота другого пьезоэлектрического материала в пьезоэлектрическом датчике, который не подвержен влиянию окружающей среды, также может быть идентифицирована и включена в этот пакет данных. Кроме того, пакет данных также может включать несколько частот, амплитуд и фаз для пьезоэлектрического материала в пьезоэлектрическом датчике.

[00107] Затем способ передает пакет данных контроллеру (операция 804). После этого способ возвращается к операции 800, как указано выше.

[00108] На фиг. 9 приведена схема последовательности операций способа определения наличия условия обледенения по одному из иллюстративных вариантов осуществления. Способ, показанный на фиг. 9, является примером одного из вариантов осуществления операции 702 на фиг. 7. Различные операции на этой схеме могут быть выполнены контроллером 218 в системе 204 обнаружения условий обледенения на фиг. 2.

[00109] Способ начинается приемом пакета данных от пьезоэлектрического датчика (операция 900). Пьезоэлектрический датчик, посылающий пакет данных, идентифицируется по идентификатору датчика в пакете данных. Частоты вибраций, идентифицированные в пакете данных, анализируются для определения наличия условия обледенения на пьезоэлектрическом датчике (операция 902). В операции 902 анализ позволяет определить, сколько льда или капель воды присутствует, помимо наличия самого условия обледенения.

[00110] Кроме того, в этих иллюстративных примерах частоты могут быть проанализированы по способу, который позволяет различить наличие льда и жидкости, такой как вода. Образование льда на поверхности пьезоэлектрического датчика может привести к большему уменьшению частоты, чем когда на поверхности пьезоэлектрического датчика присутствует жидкость.

[00111] Далее, способ позволяет сохранить частоты вибраций, связанные с пьезоэлектрическим датчиком (операция 904), и вернуться к операции 900, как указано выше. Таким образом, история частот может быть собрана для использования при определении наличия льда на пьезоэлектрическом датчике в процессе проведения анализа согласно операции 902.

[00112] Кроме того, эта история частот может быть использована для определения наличия различных типов условий обледенения на поверхности пьезоэлектрического датчика. Например, скорость обледенения, наличие изменений отдельных измеряемых частот и другие факторы могут указывать на наличие условия обледенения в виде переохлажденных крупных капель на поверхности пьезоэлектрического датчика.

[00113] Кроме того, поскольку работа инициируется в операции 704, такой как противообледенительная система, больше данных добавляется в историю частот. Другими словами, поскольку противообледенительная система растапливает лед на поверхности пьезоэлектрического датчика и лед охлаждается повторно, измеренное изменение частот может помочь определить тип условия обледенения, который присутствует на поверхности пьезоэлектрического датчика. Например, при условии обледенения в виде переохлажденных крупных капель изменения частоты могут быть гораздо больше, чем изменения частоты при обычных условиях обледенения.

[00114] Схемы последовательности операций и блок-схемы в различных описанных вариантах осуществления показывают архитектуру, функциональные возможности и действие некоторых возможных вариантов осуществления устройств и способов в иллюстративном варианте осуществления. С этой точки зрения, каждый блок на схеме последовательности операций или блок-схеме может представлять модуль, сегмент, функцию и/или часть операции или этапа. Например, один или более блоков могут быть осуществлены в виде программного кода, аппаратного обеспечения или в виде комбинации программного кода и аппаратного обеспечения. При осуществлении в виде аппаратного обеспечения оно может быть, например, в виде интегральных схем, которые изготовлены или конфигурированы для выполнения одной или более операций на принципиальных схемах или блок-схемах.

[00115] В некоторых альтернативных реализациях иллюстративного варианта осуществления функция или функции, отмеченные в блоках, могут выполняться в другом порядке, нежели указано на чертежах. Например, в некоторых случаях два блока, показанные последовательно, по существу могут выполняться одновременно или блоки иногда могут быть выполнены в обратном порядке в зависимости от задействованной функциональности. Кроме того, другие блоки могут быть добавлены помимо показанных блоков на схеме последовательности операций или блок-схеме.

[00116] На фиг. 10 показана система обработки данных по одному иллюстративному варианту осуществления. Система 1000 обработки данных может быть использована для реализации компьютерной системы 226 по фиг. 2. В этом иллюстративном примере система 1000 обработки данных включает устройство 1002 связи, которое обеспечивает связь между процессорным блоком 1004, памятью 1006, долгосрочной памятью 1008, устройством 1010 связи, блоком 1012 ввода/вывода (I/O) и индикатором 1014. В этом примере средство связи может быть в виде системной шины.

[00117] Процессорный блок 1004 служит для выполнения команд программного обеспечения, которое может быть загружено в память 1006. Процессорный блок 1004 может представлять собой множество процессоров, мультипроцессорное ядро или некоторый другой тип процессора, в зависимости от конкретного осуществления.

[00118] Память 1006 и постоянная память 1008 представляют собой примеры устройств 1016 хранения. Устройством хранения является любая часть аппаратного обеспечения, которая позволяет сохранить информацию, такую как данные, программный код в функциональной форме и/или другую подходящую информацию, на временной и/или постоянной основе, приведенные в качестве примера, а не ограничения. В этих иллюстративных примерах устройства 1016 хранения могут также называться машиночитаемыми запоминающими устройствами. Память 1006 в этих примерах может представлять собой, например, ОЗУ или любое другое подходящее устройство хранения, не сохраняющее или сохраняющее информацию при выключении. Постоянная память 1008 может принимать различные формы в зависимости от конкретного осуществления.

[00119] Например, постоянная память 1008 может содержать один или более компонентов или устройств. Например, постоянная память 1008 может представлять собой накопитель на жестких дисках, флэш-память, перезаписываемый оптический диск, перезаписываемую магнитную ленту или некоторую комбинацию вышеупомянутого. Носитель, используемый постоянной памятью 1008, также может быть съемным. Например, для постоянной памяти 1008 может быть использован съемный накопитель на жестких дисках.

[00120] Устройство 1010 связи в этих иллюстративных примерах обеспечивает связь с другими системами или устройствами обработки данных. В этих иллюстративных примерах устройство 1010 связи представляет собой сетевую карту.

[00121] Блок 1012 ввода/вывода позволяет ввести данные с других устройств и вывести данные на другие устройства, которые могут быть присоединены к системе 1000 обработки данных. Например, блок 1012 ввода/вывода может обеспечивать соединение пользовательского входа с помощью клавиатуры, мыши и/или некоторого другого подходящего устройства ввода. Кроме того, блок 1012 ввода/вывода может передавать выходные данные на принтер. Индикатор 1014 обеспечивает механизм для отображения информации пользователю.

[00122] Команды для операционной системы, приложений и/или программ могут быть размещены в устройствах 1016 хранения, которые сообщаются с блоком 1004 процессора через коммуникативную структуру 1002. Способы по различным вариантам осуществления могут быть выполнены блоком 1004 процессора с помощью машиночитаемых команд, которые могут быть размещены в памяти, такой как память 1006.

[00123] Эти команды упоминаются, как программный код, используемый компьютером программный код или машиночитаемый программный код, который может считываться и исполняться процессором в блоке 1004 процессора. Программный код в различных вариантах осуществления может быть реализован на различных физических или машиночитаемых запоминающих носителях, таких как память 1006 или долгосрочная память 1008.

[00124] Программный код 1018 размещен в функциональной форме на селективно съемном машиночитаемом носителе 1020 и может быть загружен или передан в систему 1000 обработки данных для исполнения блоком 1004 процессора. В этих иллюстративных примерах программный код 1018 и машиночитаемый носитель 1020 образуют компьютерный программный продукт 1022. В одном примере машиночитаемый носитель 1020 может представлять собой машиночитаемый запоминающий носитель 1024 или машиночитаемый сигнальный носитель 1026. В этих иллюстративных примерах машиночитаемый запоминающий носитель 1024 является физическим или вещественным устройством хранения, используемым для хранения программного кода 1018, а не носителем, который распространяет или передает программный код 1018.

[00125] В альтернативном варианте программный код 1018 может быть передан в систему 1000 обработки данных с помощью машиночитаемого сигнального носителя 1026. Машиночитаемый сигнальный носитель 1026 может представлять собой, например, распространяемый информационный сигнал, содержащий программный код 1018. Например, машиночитаемый сигнальный носитель 1026 может представлять собой электромагнитный сигнал, оптический сигнал и/или любой другой подходящий тип сигнала. Эти сигналы могут быть переданы по линиям связи, таким как беспроводные линии связи, волоконно-оптический кабель, коаксиальная линия передачи, провод и/или любой другой подходящий тип линии связи.

[00126] Подразумевается, что различные компоненты, показанные для системы 1000 обработки данных, не предусмотрены в качестве структурных ограничений способа, в котором могут быть реализованы различные варианты осуществления. Различные иллюстративные варианты осуществления могут быть реализованы в системе обработки данных, содержащей компоненты помимо и/или вместо тех, что показаны для системы 1000 обработки данных. Другие компоненты, показанные на фиг. 10, могут отличаться от тех, что показаны в иллюстративных примерах. Различные варианты осуществления могут быть реализованы с помощью любого аппаратного средства или системы, позволяющей запустить программный код 1018.

[00127] Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть описаны в контексте способа 1100 изготовления и обслуживания воздушного судна, как показано на фиг. 11, и воздушного судна 1200, как показано на фиг. 12. На фиг. 11 показан способ изготовления и обслуживания воздушного судна по одному иллюстративному варианту осуществления. Во время предпроизводства, способ 1100 изготовления и обслуживания воздушного судна может включать спецификацию и конструирование 1102 воздушного судна 1200 по фиг. 12 и материальное снабжение 1104.

[00128] Во время производства осуществляется изготовление 1106 компонентов и частей узлов и интеграция 1108 систем воздушного судна 1200 по фиг. 12. Затем воздушное судно 1200 по фиг. 12 может проходить сертификацию и поставку 1110, чтобы его передали в эксплуатацию 1112. При эксплуатации 1112 потребителем воздушного судна 1200 по фиг. 12 составляется график рутинного технического обслуживания и заправки 1114, которые могут включать модификацию, реконструкцию, восстановление и другое обслуживание или заправку.

[00129] Каждый из этапов способа 1100 изготовления и обслуживания воздушного судна может быть выполнен или осуществлен компанией, занимающейся системной интеграцией, третьей стороной и/или оператором. В этих примерах оператором может быть потребитель. Для целей настоящего описания компания, занимающаяся системной интеграцией, может включать, без ограничения, любое число изготовителей воздушного судна и субподрядчиков крупных систем; третья сторона может включать, без ограничения, любое число поставщиков, субподрядчиков и предприятий-поставщиков; и оператором может быть авиакомпания, лизинговая компания, военное подразделение, обслуживающая организация и т.д.

[00130] На фиг. 12 показано воздушное судно, в котором может быть внедрен иллюстративный вариант осуществления. В этом примере воздушное судно 1200 изготовлено по способу 1100 изготовления и обслуживания воздушного судна по фиг. 11 и может содержать планер 1202 с несколькими системами 1204 и интерьер 1206. Примеры систем 1204 включают одну или более из систем: силовой установки 1208, электрической системы 1210, гидравлической системы 1212 и системы 1214 жизнеобеспечения. Может быть включено любое число других систем. Хотя показан пример для авиакосмической области применения, различные иллюстративные варианты осуществления могут быть применены в других областях промышленности, таких как автомобильная промышленность.

[00131] Устройства и способы, включенные в настоящий документ, могут быть осуществлены во время по меньшей мере одного этапа способа 1100 изготовления и обслуживания воздушного судна по фиг. 11. Например, множество пьезоэлектрических датчиков 208 в системе 204 обнаружения условий обледенения может быть установлено в воздушном судне 1200 во время системной интеграции 1108. Эти датчики также могут быть установлены во время технического обслуживания и заправки 1114 в качестве модернизации или восстановления воздушного судна 1200.

[00132] Таким образом, в иллюстративных вариантах осуществления предлагается способ и устройство для обнаружения наличия одного или более условий обледенения на воздушном судне, а также других средствах передвижения. В этих иллюстративных примерах может быть обнаружено фактическое наличие условия обледенения, а также масса льда или капель воды, которые образуются на пьезоэлектрических датчиках. При использовании пьезоэлектрических датчиков неправильные показания для льда на поверхности воздушного судна могут быть сокращены. Кроме того, иллюстративные варианты осуществления позволяют обнаруживать различные типы условий обледенения, присутствующие на поверхности воздушного судна или других средств передвижения.

[00133] Описание различных иллюстративных вариантов осуществления представлено с целью иллюстрации и описания, и не предполагается исчерпывающим или ограниченным вариантами осуществления в описанной форме. Многие модификации и варианты очевидны для специалистов в этой области. Например, хотя иллюстративные примеры для иллюстративного варианта осуществления описаны по отношению к воздушному судну, иллюстративный вариант осуществления может быть применен к другим средствам передвижения, кроме воздушного судна. Другие средства передвижения могут включать, в качестве примера, а не ограничения, подводную лодку, персональное наземное транспортное средство, танк, поезд, автомобиль, автобус, космический аппарат, надводное судно и другие подходящие средства передвижения.

[00134] Кроме того, различные иллюстративные варианты осуществления могут предусматривать различные особенности по сравнению с другими иллюстративными вариантами осуществления. Вариант осуществления или варианты осуществления выбраны и описаны, чтобы наилучшим образом пояснить принципы вариантов осуществления, практического применения и позволить другим специалистам в этой области понять описание различных вариантов осуществления с разными модификациями, подходящими для подразумеваемого конкретного использования.

Изобретение относится к системам обнаружения условий обледенения воздушного судна. Устройство для обнаружения условия обледенения содержит первый пьезоэлектрический материал (304) и второй пьезоэлектрический материал (305). Первый пьезоэлектрический материал (304) имеет поверхность (318), связанную с поверхностью средства передвижения и выполненную с возможностью вибрации. Второй пьезоэлектрический материал (305) имеет поверхность, расположенную вблизи поверхности средства передвижения и выполненную с возможностью вибрации. Устройство также содержит вибродатчик (308), выполненный с возможностью обнаружения разности между частотой вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304) и частотой вибраций (313) во втором пьезоэлектрическом материале (305). Изобретение повышает точность обнаружения образования льда на поверхности воздушного судна. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для обнаружения условия обледенения, содержащее:

первый пьезоэлектрический материал (304) с поверхностью (318), связанной с поверхностью (210) средства (202) передвижения и выполненной с возможностью вибрации;

второй пьезоэлектрический материал (305) с поверхностью, расположенной вблизи поверхности (210) средства (202) передвижения и выполненной с возможностью вибрации; и

вибродатчик (308), выполненный с возможностью обнаружения разности между частотой вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304) и частотой вибраций (313) во втором пьезоэлектрическом материале (305).

2. Устройство по п. 1, в котором первый пьезоэлектрический материал (304) и вибродатчик (308) образуют пьезоэлектрический датчик (300).

3. Устройство по п. 1 дополнительно содержащее:

виброгенератор (306), выполненный с возможностью вызывать вибрации первого пьезоэлектрического материала (304).

4. Устройство по п. 1, в котором первый пьезоэлектрический материал (304) выполнен с возможностью вибрации со сдвиговыми колебаниями (220).

5. Устройство по п. 1, в котором первый пьезоэлектрический материал (304) и вибродатчик (308) связаны с кожухом (302), установленным в средстве (202) передвижения таким образом, что поверхность (318) первого пьезоэлектрического материала (304) размещена по существу заподлицо с поверхностью (210) средства (202) передвижения.

6. Устройство по п. 1, в котором будучи выполненным с возможностью обнаружения изменения вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), которое указывает на наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304), вибродатчик (308) обладает возможностью обнаружения множества условий обледенения на поверхности первого пьезоэлектрического материала (304) на основе изменения вибраций (312).

7. Устройство по п. 1, в котором условием обледенения является лед (224) на поверхности (210) средства (202) передвижения и которое дополнительно содержит:

противообледенительную систему (203), выполненную с возможностью удаления льда (224) с поверхности (210) средства (202) передвижения.

8. Устройство по п. 7, в котором противообледенительная система (230) представлена одной из систем: инфракрасного нагревателя, электрического резистивного нагревателя и антиобледенителя.

9. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее:

противообледенительную систему (230), выполненную с возможностью удаления льда (224) с поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304).

10. Устройство по п. 1, в котором второй пьезоэлектрический материал (305) по существу идентичен первому пьезоэлектрическому материалу (304).

11. Устройство по п. 1, в котором условие обледенения представлено по меньшей мере одним из условий: льда (224) на поверхности (210) средства (202) передвижения и капель (232) воды на поверхности (210) средства (202) передвижения в условиях, которые вызывают образование из капель воды льда (224).

12. Способ обнаружения условия обледенения, при этом способ включает:

инициирование вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), соединенном с поверхностью (210) средства (202) передвижения;

инициирование вибраций (313) во втором пьезоэлектрическом материале (305), имеющем поверхность, вблизи поверхности (210) средства (202) передвижения; и

обнаружение разности между частотой вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304) и частотой вибраций (313) во втором пьезоэлектрическом материале (305).

13. Способ по п. 12, согласно которому дополнительно осуществляют мониторинг вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304) и

определяют, что изменение вибраций (312) достаточно велико, чтобы указывать на наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304).

14. Способ по п. 12, дополнительно включающий выполнение операции (228), когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304).

15. Способ по п. 14, в котором выполнение операции (228), когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304), включает:

указание на наличие множества условий обледенения, когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304).

16. Способ по п. 14, в котором выполнение операции (228), когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304), включает:

инициализацию операции (228) противообледенительной системы (230), когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304).

17. Способ по п. 16, в котором инициализация операции (228) противообледенительной системы (230), когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304), включает:

инициализацию операции (228) противообледенительной системы (230), когда определено наличие условия обледенения на поверхности (318) первого пьезоэлектрического материала (304), причем противообледенительная система (230) представлена по меньшей мере одной из систем: инфракрасного нагревателя, электрического резистивного нагревателя и антиобледенителя.

18. Способ по п. 12, в котором инициализация вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), связанном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, включает:

инициализацию вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), связанном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, причем первый пьезоэлектрический материал (304) представлен одним из материалов: пьезоэлектрического кристалла, пьезоэлектрической керамики, кварца и фосфата галлия.

19. Способ по п. 12, в котором инициализация вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), связанном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, включает:

инициализацию вибраций (312) со сдвиговыми колебаниями (220) в первом пьезоэлектрическом материале (304), связанном с поверхностью (210) средства (202) передвижения.

20. Способ по п. 12, в котором инициализация вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), связанном с поверхностью (210) средства (202) передвижения, включает:

инициализацию вибраций (312) в первом пьезоэлектрическом материале (304), связанном с поверхностью (210) средства (202) передвижения,

причем первый пьезоэлектрический материал (304) и вибродатчик (308) связаны с кожухом (302), установленном в средстве передвижения так, что поверхность (318) первого пьезоэлектрического материала (304) расположена по существу заподлицо с поверхностью (210) средства (202) передвижения.