BR102016027166A2 - System and method of detection. - Google Patents

Abstract

um sistema de detecção de ângulo de ataque inclui uma palheta rotativa, um primeiro orifício de detecção de pressão, um segundo orifício de detecção de pressão, um sensor de posição de palheta e um detector de falha. a palheta rotativa inclui uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície. o primeiro orifício de detecção de pressão é disposto na primeira superfície. o segundo orifício de detecção de pressão é disposto na segunda superfície. o sensor de posição de palheta é configurado para emitir um sinal de posição de rotação da palheta rotativa. o detector de falha é configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base numa diferença entre uma primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e uma segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

Description

“SISTEMA E MÉTODO DE DETECÇÃO” FUNDAMENTOS

[001] A presente divulgação se refere geralmente a sistemas de detecção de nível de ângulo de ataque e, mais particularmente, a sistemas de detecção de ângulo de ataque que utilizam uma palheta rotativa.

[002] Aeronaves modernas frequentemente incorporam sistemas de dados de ar que calculam saídas de dados do ar com base em parâmetros medidos coletados de vários sensores posicionados em tomo da aeronave. Por exemplo, muitas aeronaves modernas utilizam sensores de ângulo de ataque tendo uma palheta rotativa que é utilizada para determinar o ângulo de ataque da aeronave (isto é, um ângulo entre o fluxo de ar entrante ou vento relativo e uma linha de referência da aeronave, tal como uma corda de uma asa da aeronave). O sensor de ângulo de ataque é montado na aeronave de modo que a palheta rotativa seja exposta ao fluxo de ar entrante em torno do exterior da aeronave. Forças aerodinâmicas agindo na palheta rotativa fazem a palheta alinhar com a direção do fluxo de ar entrante (isto é, ao longo de uma corda se estendendo de uma borda de ataque até uma borda de fuga da palheta). A posição de rotação da palheta é detectada e utilizada para determinar o ângulo de ataque da aeronave. Por conseguinte, o impedimento da rotação livre da palheta de ângulo de ataque (por exemplo, devido a ligação mecânica ou outras condições) pode degradar a exatidão de determinações de ângulo de ataque derivadas da posição de rotação da palheta.

SUMÁRIO

[003] Em um exemplo, um sistema de detecção de ângulo de ataque inclui uma palheta rotativa, um primeiro orifício de detecção de pressão, um segundo orifício de detecção de pressão, um sensor de posição de palheta e um detector de falha. A palheta rotativa inclui uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície. O primeiro orifício de detecção de pressão é disposto na primeira superfície. O segundo orifício de detecção de pressão é disposto na segunda superfície. O sensor de posição de palheta é configurado para emitir um sinal de posição de rotação da palheta rotativa. O detector de falha é configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base numa diferença entre uma primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e uma segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

[004] Em outro exemplo, um método inclui gerar um sinal de pressão diferencial indicativo de uma diferença entre uma primeira pressão detectada de um primeiro orifício de detecção de pressão disposto numa primeira superfície de uma palheta de ângulo de ataque rotativa e uma segunda pressão detectada de um segundo orifício de detecção de pressão disposto numa segunda superfície da palheta de ângulo de ataque rotativa que é oposta à primeira superfície. O método inclui ainda emitir, por um detector de falta executando em pelo menos um processador de um sistema de detecção de ângulo de ataque, uma indicação de uma condição de falha de rotação em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de detecção de ângulo de ataque que inclui uma palheta rotativa tendo um orifício de detecção de pressão disposto em cada uma de uma primeira e de uma segunda superfícies.

[006] A FIG. 2 é um diagrama esquemático de um sistema de detecção de ângulo de ataque que inclui uma palheta rotativa tendo um orifício de detecção de pressão disposto em cada uma de uma primeira e de uma segunda superfície.

[007] A FIG. 3 é um diagrama esquemático de um sistema de detecção de ângulo de ataque que inclui uma palheta rotativa tendo um orifício de detecção de pressão disposto em cada uma de uma primeira e de uma segunda superfícies.

[008] A FIG. 4 é um diagrama de fluxo ilustrando operações para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação de uma palheta de ângulo de ataque rotativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[009] Como aqui descrito, um sistema de detecção de ângulo de ataque inclui uma palheta rotativa, um sensor de posição de palheta e um detector de falha. A palheta inclui primeira e segunda superfícies se estendendo ao longo de uma corda de uma borda de ataque até uma bordo de fuga da palheta. A palheta é configurada para girar livremente para alinhar a corda da palheta com uma direção de ar escoando sobre a palheta da borda de ataque para a borda de fuga. O sensor de posição de palheta emite um sinal de posição de rotação da palheta para uso na determinação de um ângulo de ataque, por exemplo, de uma aeronave na qual o sistema de detecção de ângulo de ataque está montado. Orifícios de detecção de pressão dispostos em cada uma da primeira e da segunda superfícies comunicam pressão de ar em movimento sobre a palheta para um ou mais sensores de pressão (por exemplo, sensor(es) de pressão diferencial, sensor(es) de pressão absoluta ou outros sensores de pressão).

[0010] O detector de falha é configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base numa diferença de pressão entre os orifícios de detecção de pressão, tal como quando a diferença de pressão ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base correspondente ao alinhamento da corda da palheta com a direção do fluxo de ar entrante. Por exemplo, em certos exemplos, a diferença de pressão de linha de base entre os orifícios de detecção de pressão podem ser de aproximadamente zero, indicando que a palheta rotativa está alinhada dentro do fluxo de ar entrante. Uma diferença de pressão detectada que desvia de zero (por exemplo, por uma quantidade de limiar) pode indicar que a palheta não é capaz de girar livremente para alinhar com o fluxo de ar entrante, desse modo, indicando uma condição de falha de rotação da palheta devida a, por exemplo, ligação mecânica ou outras condições que podem impedir a livre rotação da palheta. Por conseguinte, um sistema de detecção de ângulo de ataque implementando técnicas desta divulgação pode identificar e emitir uma indicação da presença de uma condição de falha de rotação de uma palheta de ângulo de ataque rotativa, desse modo aumentando a sensibilização operacional da confiabilidade do sistema e a segurança do sistema global.

[0011] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de um sistema de detecção de ângulo de ataque 10 que inclui uma palheta rotativa 12 tendo orifício de detecção de pressão 14A disposto na primeira superfície 16A e orifício de detecção de pressão 14B (visível na FIG. 3) disposto na segunda superfície 16B. Como ilustrado na FIG. 1, o sistema de detecção de ângulo de ataque 10 inclui ainda placa de base 18 e alojamento 20. Cada uma da primeira superfície 16A e da segunda superfície 16B se estendem ao longo da corda 22 que se estende ao longo de um centro simétrico entre a primeira superfície 16A e a segunda superfície 16B entre a borda de ataque 24 e a borda de fuga 26 da palheta rotativa 12.

[0012] A placa de base 18 é configurada para montar o sistema de detecção de ângulo de ataque 10 a uma aeronave, de modo que o alojamento 20 se estenda dentro de um interior da aeronave e a palheta rotativa 12 se estenda fora do exterior da aeronave e seja exposta ao fluxo de ar em torno do exterior da aeronave. A palheta rotativa 12 é configurada para girar livremente com um eixo (não ilustrado na FIG. 1) se estendendo axialmente dentro do alojamento 20, como é ainda descrito abaixo.

[0013] Em operação, quando ar flui sobre a palheta rotativa 12 numa direção da borda de ataque 24 para a borda de fuga 26 (por exemplo, correspondendo a voo para frente de uma aeronave), a palheta rotativa 12 gira de modo que diferenças de pressão entre o ar que flui sobre a primeira superfície 16A e a segunda superfície 16B equalizem e a corda 22 alinhe com a direção do fluxo de ar entrante. Pressões agindo em cada uma da primeira superfície 16A e da segunda superfície 16B são transmitidas via orifícios de detecção de pressão 14A e 14B, respectivamente. As pressões de ar transmitidas via orifícios de detecção de pressão 14A e 14B são comunicadas a um ou mais sensores de pressão que medem a pressão (por exemplo, pressão estática) na localização dos orifícios de detecção de pressão 14A e 14B. Um detector de falha é configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base numa diferença entre as pressões detectadas dos orifícios de detecção de pressão 14A e 14B, tal como emitindo uma indicação de uma condição de falha de rotação em resposta à determinação de que a diferença de pressão entre as pressões detectadas ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base correspondente ao alinhamento da corda 22 com a direção do fluxo de ar entrante, como é mais bem descrito abaixo. Como tal, as técnicas de implementação do sistema de detecção de ângulo de ataque 10 aqui descritas podem identificar e emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação da palheta rotativa 12 devido a, por exemplo, ligação mecânica ou outra condição que pode possivelmente dificultar (ou prevenir) a rotação livre da palheta rotativa 12 para alinhar com a direção do fluxo de ar entrante. Assim, técnicas desta revelação podem aumentar a consciência operacional da confiabilidade de determinações de ângulo de ataque derivadas do sistema de detecção de ângulo de ataque 10.

[0014] A FIG. 2 é um diagrama esquemático de um sistema de detecção de ângulo de ataque 10 que inclui uma palheta rotativa 12 e mostrando um orifício de detecção de pressão 14A disposto na primeira superfície 16A. Como ilustrado na FIG. 2, o sistema de detecção de ângulo de ataque 10 inclui ainda eixo 28, sensor de posição de rotação 30, detector de falha 32 e dispositivo(s) de comunicação 34.

[0015] A primeira superfície 16A se estende ao longo da corda 22 da borda de ataque 24 para a borda de fuga 26 e ao longo do vão 36 da raiz 38 para a ponta 40 da palheta rotativa 12. O orifício de detecção de pressão 14A é disposto na primeira superfície 16A. Embora ilustrado como um orifício circular no exemplo da FIG. 2, o orifício de detecção de pressão 14A não precisa ser circular em cada exemplo. Por exemplo, o orifício de detecção de pressão 14A pode ter uma forma elíptica, uma forma de lágrima ou outra forma. Em geral, o orifício de detecção de pressão 14A pode ser definido por qualquer limite de abertura dentro da primeira superfície 16A que permite que pressões resultantes do ar escoando sobre a primeira superfície 16A sejam pneumaticamente conectadas a um sensor de pressão que mede a pressão transmitida. Além disso, embora não visível no exemplo da FIG. 2, deve ser entendido que a segunda superfície 16B (das FIGS. 1 e 3) inclui o orifício de detecção de pressão 14B (ilustrado na FIG. 3) que pode ser substancialmente semelhante ao orifício de detecção de pressão 14A.

[0016] Os orifícios de detecção de pressão 14A e 14B, em alguns exemplos, podem ser dispostos dentro da primeira superfície 16A e da segunda superfície 16B, respectivamente, numa mesma posição ao longo da corda 22 e numa mesma posição ao longo do vão 36. Por exemplo, o orifício de detecção de pressão 14A pode ser disposto numa localização da primeira superfície 16A que é um primeiro comprimento de vão da raiz 38 e a uma primeira distância de corda da borda de ataque 24. O orifício de detecção de pressão 14B pode ser disposto numa localização da segunda superfície 16B que é o primeiro comprimento de vão da raiz 38 e a primeira distância de corda da borda de ataque 24. Em outros exemplos, os orifícios de detecção de pressão 14A e 14B podem ser dispostos dentro da primeira superfície 16A e da segunda superfície 16B, respectivamente, cada um em diferentes posições ao longo da corda 22 e/ou do vão 36.

[0017] O alojamento 20 se estende axialmente da placa de base 18 e encerra o eixo 28, sensor de posição de rotação 30, detector de falha 32 e dispositivo de comunicação 34. O eixo 28 se estende axialmente da palheta rotativa 12 dentro do alojamento 20. O eixo 28 é conectado à palheta rotativa 12 de modo que a rotação da palheta rotativa 12 provoque rotação correspondente do eixo 28. O sensor de posição de rotação 30 pode ser um resolvedor, codificador ou outro tipo de sensor que pode detectar posição angular relativa (isto é, incrementai) e/ou absoluta do eixo 28.

[0018] O sistema de detecção de ângulo de ataque 10 pode utilizar dispositivo(s) de comunicação 34 para comunicar com dispositivos externos via uma ou mais redes de comunicação com fio ou sem fio, ou ambas. Por exemplo, o(s) dispositivo(s) de comunicação 34 pode(m) ser um cartão de interface de rede (ou circuito discreto ou integrado equivalente) configurado para enviar e receber dados através de uma rede de comunicações e/ou barramento de dados de acordo com um ou mais protocolos de comunicações, tal como protocolo de comunicação Aeronautical Radio, Incorporated (ARINC) 429, protocolo de comunicação de barramento de rede de área de controlador (CAN) ou outros protocolos de comunicação. Outros exemplos de dispositivo(s) de comunicação 34 podem incluir, por exemplo, um cartão Ethernet, um transceptor óptico, um transceptor de radiofrequência ou qualquer outro tipo de dispositivo que pode enviar e receber dados via comunicações com fios e/ou sem fios.

[0019] O detector de falha 32, em alguns exemplos, inclui um ou mais processadores e memória legível por computador codificada com instruções que, quando executadas por um ou mais processadores, fazem o detector de falha 32 operar de acordo com técnicas aqui descritas. Exemplos de um ou mais processadores podem incluir qualquer um ou mais de um microprocessador, um controlador, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC), uma matriz de portas programáveis no camo (FPGA) ou outro circuito lógico discreto ou integrado equivalente.

[0020] A memória legível por computador do detector de falha 32 pode ser configurada para armazenar informações dentro do detector de falha 32 durante a operação. A memória legível por computador, em alguns exemplos, é descrita como um meio de armazenamento legível por computador. Em certos exemplos, um meio de armazenamento legível por computador pode incluir um meio não transitório. O termo "não transitório" pode indicar que o meio de armazenamento não está incorporado em uma onda portadora ou em um sinal propagado. Em alguns exemplos, um meio de armazenamento não transitório pode armazenar dados que podem, ao longo do tempo, mudar (por exemplo, na RAM ou cache). Memória legível por computador pode incluir memória volátil, memória não volátil ou ambas. Exemplos de memórias voláteis podem incluir memórias de acesso aleatório (RAM), memórias de acesso aleatório dinâmico (DRAM), memórias de acesso aleatório estático (SRAM), e outras formas de memórias voláteis. Exemplos de memórias não voláteis podem incluir memórias flash, formas de memórias eletricamente programáveis (EPROM) ou memórias eletricamente apagáveis e programáveis (EEPROM), discos rígidos magnéticos, discos ópticos, disquetes, ou outras formas de memórias não voláteis.

[0021] Como ilustrado na FIG. 2, o sensor de posição de rotação 30 e detector de falha 32 podem ser eletricamente e/ou comunicativamente acoplados com dispositivos de comunicação 34 para enviar e/ou receber dados com um ou mais dispositivos externos para o alojamento 20. Além disso, o detector de falha 32 pode ser eletricamente, pneumaticamente e/ou comunicativamente acoplado para receber uma indicação de uma ou mais pressões detectadas via orifícios de detecção de pressão 14A e 14B, como é ainda descrito abaixo.

[0022] Em operação, o ar escoando sobre a palheta rotativa 12 numa direção da borda de ataque 24 para a borda de fuga 26 age na primeira superfície 14A e na segunda superfície 14B para fazer a palheta rotativa 12 girar de modo que pressões experimentadas pela primeira superfície 14A e a segunda superfície 14B equalizem e a corda 22 alinhe com a direção do fluxo de ar entrante. A rotação da palheta rotativa 12 provoca rotação correspondente do eixo 28. O sensor de posição de rotação 30 mede a posição de rotação (por exemplo, posição de rotação relativa e/ou absoluta) do eixo 28 e comunica o sinal de posição medida para um dispositivo externo, tal como um computador de dados do ar via dispositivo(s) de comunicação 34. O detector de falha 32 recebe uma indicação de pressões detectadas via orifícios de detecção de pressão 14A e 14B e determina, com base numa diferença entre as pressões detectadas, se uma condição de falha de rotação da palheta rotativa 12 está presente, como é ainda descrito abaixo. Por conseguinte, as técnicas de implementação do sistema de detecção de dados do ar 10 desta divulgação podem identificar e emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação que corresponde a um impedimento da rotação livre da palheta rotativa 12.

[0023] A FIG. 3 é um diagrama esquemático do sistema de detecção de ângulo de ataque 10 que inclui palheta rotativa 12 e mostrando uma vista em corte do interior do eixo 28. No diagrama da FIG. 3, a palheta rotativa 12 é orientada para mostrar uma vista frontal ao longo da borda de ataque 24. Como ilustrado na FIG. 3, o sistema de detecção de dados do ar 10 inclui ainda linha de transporte pneumática 42A, linha de transporte pneumática 42B e sensor de pressão diferencial 44. O eixo 28 inclui ainda câmara de pressão 46A, câmara de pressão 46B e parede de isolamento 48. O sensor de pressão diferencial 44 inclui orifício de entrada 50A e orifício de entrada 50B.

[0024] Como ilustrado na FIG. 3, a linha de transporte pneumática 42A se estende do orifício de detecção de pressão 14A através de um interior da palheta rotativa 12 para conectar pneumaticamente o orifício de detecção de pressão 14A e a câmara de pressão 46A. A linha de transporte pneumática 42B se estende do orifício de detecção de pressão 14B através de um interior da palheta rotativa 12 para conectar pneumaticamente o orifício de detecção de pressão 14B e a câmara de pressão 46B. As linhas de transporte pneumáticas 42A e 42B podem ser, em certos exemplos, furos ou canais formados integralmente dentro da palheta rotativa 12. Em outros exemplos, as linhas de transporte pneumáticas 42A e 42B podem ser tubos pneumáticos que se estendem entre os orifícios de detecção de pressão 14A e 14B e as câmaras de pressão 46A e 46B, respectivamente. Em geral, linhas de transporte pneumáticas 42A e 42B podem assumir a forma de qualquer conexão pneumática capaz de transmitir um fluxo de ar dos orifícios de detecção de pressão 14A e 14B para o sensor de pressão diferencial 44 via, por exemplo, a câmara de pressão 46A e a câmara de pressão 46B.

[0025] A câmara de pressão 46A e a câmara de pressão 46B podem ser formadas como vazios dentro do eixo 28. A câmara de pressão 46A é pneumaticamente isolada da câmara de pressão 46B pela parede de isolamento 48. O sensor de pressão diferencial 44 inclui orifício de pressão 50A que está diretamente exposto a um interior da câmara de pressão 46A. O orifício de entrada 50B do sensor de pressão diferencial 44 está diretamente exposto a um interior da câmara de pressão 46B. Como tal, a linha de transporte pneumática 42A, conectando a câmara de pressão 46A, pode ser considerada uma primeira conexão pneumática entre o orifício de detecção de pressão 14A e o sensor de pressão diferencial 44. A linha de transporte pneumática 42B, conectando a câmara de pressão 46B, pode ser considerada uma segunda conexão pneumática entre o orifício de detecção de pressão 14B e o sensor de pressão diferencial 44 que é pneumaticamente isolado da primeira conexão pneumática.

[0026] O sensor de pressão diferencial 44 pode ser um transdutor de pressão diferencial ou outro sensor de pressão configurado para medir uma diferença de pressões recebidas nos orifícios de entrada 50A e 50B. O sensor de pressão diferencial 44, como ilustrado na FIG. 3, pode ser integralmente formado com a parede de isolamento 48, desse modo expondo o orifício de entrada 50A à câmara de pressão 46A e expondo o orifício de entrada 50B à câmara de pressão 46B, embora mantendo o isolamento pneumático entre as câmaras de pressão 46A e 46B. Em outros exemplos, o sensor de pressão diferencial 44 pode ser externo ao eixo 28. Em tais exemplos os orifícios de entrada 50A e 50B podem ser pneumaticamente conectados às câmaras de pressão 46A e 46B via linhas de transporte pneumáticas separadas. Em alguns exemplos, o sensor de pressão diferencial 44 pode ser montado no eixo 28 (por exemplo, montado num interior do eixo 28, montado num exterior do eixo 28 ou de outro modo montado no eixo 28). Em certos exemplos, o eixo 28 não precisa incluir câmaras de pressão 46A e 46B. Em vez disso, em tais exemplos, orifícios de entrada 50A e 50B do sensor de pressão diferencial 44 podem ser conectados diretamente às linhas de transporte pneumáticas 42A e 42B, respectivamente. Em certos exemplos, em vez de incluir sensor de pressão diferencial 44, o sistema de detecção de ângulo de ataque pode incluir múltiplos (por exemplo, dois) sensores de pressão separados, cada um diretamente conectado a uma das linhas de transporte 42A e 42B ou às câmaras de pressão 46A e 46B. Nesses exemplos, o detector de falha 32 pode determinar uma diferença entre pressões detectadas via orifícios de detecção de pressão 14A e 14B comparando (por exemplo, subtraindo) as pressões detectadas separadamente. Em certos exemplos, sensor de pressão diferencial 44 (ou múltiplos sensores de pressão absoluta) podem ser dispostos dentro da palheta rotativa 12. Em tais exemplos, as conexões elétricas podem se estender do(s) sensor(es) de pressão para o detector de falha 32 por meio da palheta rotativa 12 para o detector de falha 32 (por exemplo, pelo eixo 28 ou externo ao eixo 28).

[0027] No exemplo da FIG. 3, o sensor de pressão diferencial 44 está conectado eletricamente ao detector de falha 32. O detector de falha 32 recebe um sinal de pressão diferencial do sensor de pressão diferencial 44 que é indicativo de uma diferença entre uma pressão detectada do orifício de detecção de pressão 14A e uma pressão detectada do orifício de detecção de pressão 14B.

[0028] Em operação, o detector de falha 32 é configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base no sinal de pressão diferencial recebido do sensor de pressão diferencial 44. Por exemplo, o detector de falha 32 pode comparar o sinal de pressão diferencial recebido com um valor de pressão diferencial de linha de base que corresponde ao alinhamento da corda 22 da palheta rotativa 12 com ar escoando sobre a palheta rotativa 12 numa direção da borda de ataque 24 para a borda de fuga 26. Em alguns exemplos, tal como quando os orifícios de detecção de pressão 14A e 14B são simetricamente dispostos em torno da borda de ataque 24, o valor de pressão diferencial de linha de base pode ser zero. Em outros exemplos, tal como quando os orifícios de detecção de pressão 14A e 14B não são simetricamente dispostos em torno da borda de ataque 24, o valor de pressão diferencial de linha de base pode ser um valor não zero (por exemplo, um milibar, dois milibar ou outros valores de pressão não zero). O detector de falha 32 pode comparar o sinal de pressão diferencial recebido do sensor de pressão diferencial 44 com o valor de pressão diferencial de linha de base e pode determinar que uma condição de falha de rotação está presente em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial recebido ultrapassa um desvio de limiar da pressão diferencial de linha de base (por exemplo, desvio de um milibar, desvio de dois milibar ou outros desvios de limiar). Em certos exemplos, o detector de falha 32 pode determinar que uma condição de falha de rotação está presente em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial recebido ultrapassa o desvio de limiar da pressão diferencial de linha de base por um período de tempo de limiar, tal como um segundo, dois segundos ou outros períodos de tempo.

[0029] O detector de falha 32 pode emitir uma indicação da condição de falha de rotação via dispositivo(s) de comunicação 34. Como tal, o detector de falha 32 pode notificar eficazmente sistemas de consumo, tal como um computador de dados do ar ou outro sistema de consumo, sobre a presença de uma condição de falha de rotação da palheta rotativa 12.

[0030] A FIG. 4 é um diagrama de fluxo ilustrando operações de exemplo para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação de uma palheta de ângulo de ataque rotativa. Para fins de clareza e facilidade de discussão, as operações de exemplo são descritas abaixo dentro do contexto do sistema de detecção de ângulo de ataque 10 das FIGS. 1 a 3.

[0031] Um sinal de pressão diferencial indicativo de uma diferença entre uma primeira pressão detectada de um primeiro orifício de detecção de pressão disposto numa primeira superfície de uma palheta de ângulo de ataque rotativa e uma segunda pressão detectada de um segundo orifício de detecção de pressão disposto numa segunda superfície da palheta de ângulo de ataque rotativa que é oposta à primeira superfície pode ser gerado (Etapa 52). Por exemplo, o sensor de pressão diferencial 44 pode receber uma primeira pressão do orifício de detecção de pressão 14A (por exemplo, via linha de transmissão 42A e câmara de pressão 46A) no orifício de entrada 50A. O sensor de pressão diferencial 44 pode receber uma segunda pressão do orifício de detecção de pressão 14B (por exemplo, via linha de transmissão 42B e câmara de pressão 46B) no orifício de entrada 50B. O sensor de pressão diferencial 44 pode gerar a saída de sinal de pressão diferencial como a diferença entre a primeira pressão recebida no orifício de entrada 50A e a segunda pressão recebida no orifício de entrada 50B. Em outros exemplos, a primeira pressão (por exemplo, do orifício de detecção de pressão 14A) pode ser recebida por um primeiro sensor de pressão que mede a primeira pressão. A segunda pressão (por exemplo, do orifício de detecção de pressão 14B) pode ser recebida por um segundo sensor de pressão que mede a segunda pressão. O detector de falha 32 pode receber uma indicação da primeira e da segunda pressões medidas do primeiro e do segundo sensores de pressão e pode gerar o sinal de pressão diferencial comparando a primeira e a segunda pressões medidas (por exemplo, subtraindo a primeira pressão medida da segunda pressão medida, ou vice-versa).

[0032] O sinal de pressão diferencial pode ser comparado com uma diferença de pressão de linha de base correspondente ao alinhamento da palheta de ângulo de ataque rotativa com uma direção de ar fluindo sobre a palheta de ângulo de ataque rotativa numa direção de uma borda de ataque para uma borda de fuga da palheta de ângulo de ataque rotativa (Etapa 54). Por exemplo, o detector de falha 32 pode comparar o sinal de pressão diferencial (por exemplo, recebido do sensor de pressão diferencial 44) com uma diferença de pressão de linha de base que corresponde ao alinhamento da corda 22 da palheta rotativa 12 com uma direção de fluxo de ar entrante.

[0033] Pode ser determinado se o sinal de pressão diferencial ultrapassa um desvio de limiar da diferença de pressão de linha de base correspondente ao alinhamento da palheta de ângulo de ataque rotativa com a direção de ar fluindo sobre a palheta de ângulo de ataque rotativa na direção da borda de ataque para a borda de fuga da palheta de ângulo de ataque rotativa (Etapa 56). Por exemplo, o detector de falha 32 pode determinar se o sinal de pressão diferencial ultrapassa um desvio de limiar, tal como um milibar, dois milibar, ou outros desvios de limiar da diferença de pressão de linha de base e pode identificar a presença de uma condição de falha de rotação em resposta à determinação que o sinal de pressão diferencial ultrapassa o desvio de limiar. Em certos exemplos, o detector de falha 32 pode determinar se o sinal de pressão diferencial ultrapassa o desvio de limiar por um período de tempo de limiar (por exemplo, um segundo, dois segundos ou outros períodos de tempo) e pode identificar a presença da condição de falha de rotação em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial ultrapassa o desvio de limiar para o período de tempo de limiar.

[0034] Nos exemplos em que for determinado que o sinal de pressão diferencial não ultrapassa o desvio de limiar (ramo "NÃO" da etapa 56), o sinal de pressão diferencial pode ser gerado (Etapa 52). Nos exemplos em que for determinado que o sinal de pressão diferencial ultrapassa o desvio de limiar (ramo "SIM" da Etapa 56), uma indicação de uma condição de falha de rotação pode ser de emitida (Etapa 58) e o sinal de pressão diferencial pode continuar a ser gerado (Etapa 52). Por exemplo, o detector de falha 32 pode emitir uma indicação da condição de falha de rotação da palheta de rotação 12 via dispositivo(s) de comunicação 34.

[0035] Por conseguinte, o sistema de detecção de ângulo de ataque 10 implementando técnicas desta divulgação pode identificar e emitir uma indicação da presença de uma condição de falha de rotação da palheta de ângulo de ataque rotativa 12, desse modo aumentando a sensibilização operacional da confiabilidade do sistema e a segurança do sistema global.

[0036] São apresentadas, a seguir, descrições não exclusivas de possíveis modalidades da presente invenção.

[0037] Um sistema de detecção de ângulo de ataque inclui uma palheta rotativa, um primeiro orifício de detecção de pressão, um segundo orifício de detecção de pressão, um sensor de posição de palheta e um detector de falha. A palheta rotativa inclui uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície. O primeiro orifício de detecção de pressão é disposto na primeira superfície. O segundo orifício de detecção de pressão é disposto na segunda superfície. O sensor de posição de palheta é configurado para emitir um sinal de posição de rotação da palheta rotativa. O detector de falha é configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base numa diferença entre uma primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e uma segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

[0038] O sistema de detecção de ângulo de ataque do parágrafo anterior pode, opcionalmente, incluir, adicionalmente e/ou altemativamente, qualquer uma ou mais das seguintes características, configurações, operações e/ou componentes adicionais.

[0039] A palheta rotativa pode ainda incluir uma borda de ataque, uma borda de fuga oposta à borda de ataque, uma raiz e uma ponta oposta à raiz. Cada uma da primeira e da segunda superfícies pode se estender ao longo de uma corda da pá rotativa a partir da borda de ataque até a borda de fuga e ao longo de um vão da palheta rotativa da raiz até a ponta. A palheta rotativa pode ser configurada para girar livremente para alinhar a corda da palheta rotativa com uma direção de ar escoando sobre a palheta rotativa da borda de ataque para a borda de fuga.

[0040] O detector de falha pode ser configurado para emitir a indicação da condição de falha de rotação em resposta à determinação de que a diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base.

[0041] A diferença de pressão de linha de base pode corresponder ao alinhamento da corda da pá rotativa com a direção do ar escoando sobre a palheta rotativa na direção da borda de ataque para a borda de fuga.

[0042] O primeiro orifício de detecção de pressão pode ser disposto numa primeira localização na primeira superfície que é um comprimento de vão da raiz e uma distância de corda da borda de ataque. O segundo orifício de detecção de pressão pode ser disposto numa segunda localização na segunda superfície que é um comprimento de vão da raiz e a distância de corda da borda de ataque.

[0043] A primeira e a segunda superfícies podem ser simétricas em tomo da borda de ataque.

[0044] O sistema de orientação de ângulo de ataque pode ainda incluir pelo menos um sensor de pressão, uma primeira conexão pneumática entre o primeiro orifício de detecção de pressão e o pelo menos um sensor de pressão e uma segunda conexão pneumática entre o segundo orifício de detecção de pressão e o pelo menos um sensor de pressão. A primeira conexão pneumática pode ser pneumaticamente isolada da segunda conexão pneumática.

[0045] O sistema de detecção de ângulo de ataque pode ainda incluir um eixo rotativo que se estende axialmente da palheta rotativa. O sensor de posição de palheta pode ser disposto próximo ao eixo rotativo e configurado para detectar uma posição de rotação do eixo rotativo e emitir o sinal de posição de rotação da palheta rotativa com base na posição de rotação detectada do eixo rotativo. A primeira conexão pneumática pode incluir uma primeira câmara de pressão disposta dentro do eixo rotativo. A segunda conexão pneumática pode incluir uma segunda câmara de pressão disposta dentro do eixo rotativo.

[0046] O pelo menos um sensor de pressão pode incluir um sensor de pressão diferencial configurado para medir a diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada. O sensor de pressão diferencial pode ter um primeiro orifício de entrada de pressão pneumaticamente conectado à primeira câmara de pressão e um segundo orifício de entrada de pressão pneumaticamente conectado à segunda câmara de pressão.

[0047] O sensor de pressão diferencial pode ser montado no eixo rotativo.

[0048] O primeiro orifício de entrada de pressão pode ser diretamente exposto a um interior da primeira câmara de pressão. O segundo orifício de entrada de pressão pode ser diretamente exposto a um interior da segunda câmara de pressão.

[0049] O pelo menos um sensor de pressão pode incluir um sensor de pressão diferencial configurado para medir a diferença entre a primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e a segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

[0050] O pelo menos um sensor de pressão pode incluir um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão. O primeiro sensor pneumático pode ser pneumaticamente conectado ao primeiro orifício de detecção de pressão via a primeira conexão pneumática e pode ser configurado para detectar a primeira pressão detectada. O segundo sensor pneumático pode ser pneumaticamente conectado ao segundo orifício de detecção de pressão via a segunda conexão pneumática e pode ser configurado para detectar a segunda pressão detectada.

[0051 ] O sistema de detecção de ângulo de ataque pode incluir ainda uma placa de base configurada para apoiar a palheta rotativa em um exterior de uma aeronave, um alojamento que se estende da placa de base oposta à palheta rotativa e configurado para se estender dentro de um interior da aeronave e circuitos de processamento e memória legível por computador montados dentro do alojamento. O detector de falha pode incluir instruções codificadas na memória legível por computador que, quando executadas pelos circuitos de processamento, fazem com que o detector de falha emita a indicação da condição de falha de rotação com base na diferença entre a primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e a segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

[0052] Um método inclui gerar um sinal de pressão diferencial indicativo de uma diferença entre uma primeira pressão detectada de um primeiro orifício de detecção de pressão disposto numa primeira superfície de uma palheta de ângulo de ataque rotativa e uma segunda pressão detectada de um segundo orifício de detecção de pressão disposto numa segunda superfície da palheta de ângulo de ataque rotativa que é oposta à primeira superfície. O método inclui ainda emitir, por um detector de falta executando em pelo menos um processador de um sistema de detecção de ângulo de ataque, uma indicação de uma condição de falha de rotação em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base.

[0053] O método do parágrafo anterior pode, opcionalmente, incluir, adicionalmente e/ou altemativamente, qualquer uma ou mais das seguintes características, configurações, operações e/ou componentes adicionais.

[0054] A geração do sinal de pressão diferencial pode incluir medir por um sensor de pressão diferencial a diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada.

[0055] A medição, pelo sensor de pressão diferencial, da diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada pode incluir receber a primeira pressão detectada num primeiro orifício de entrada do sensor de pressão diferencial que está diretamente exposto a uma primeira câmara de pressão dentro de um eixo da palheta rotativa e receber a segunda pressão detectada num segundo orifício de entrada do sensor de pressão diferencial que está diretamente exposto a uma segunda câmara de pressão dentro do eixo da pá rotativa.

[0056] A geração do sinal de pressão diferencial pode incluir medir, por um primeiro sensor de pressão, a primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão, medir por um segundo sensor de pressão a segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão e gerar o sinal de pressão diferencial como uma diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada.

[0057] A diferença de pressão de linha de base pode corresponder ao alinhamento da palheta de ângulo de ataque rotativa com uma direção de ar fluindo sobre a palheta de ângulo de ataque rotativa numa direção de uma borda de ataque para uma borda de fuga da palheta de ângulo de ataque rotativa.

[0058] A palheta de ângulo de ataque rotativa pode ser configurada para girar livremente para alinhar com uma direção de ar escoando sobre a palheta de ângulo de ataque rotativa numa direção de uma borda de ataque para uma borda de fuga.

[0059] A emissão da indicação da condição de falha de rotação pode incluir emitir a indicação da condição de falha de rotação em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial ultrapassa o desvio de limiar da diferença de pressão de linha de base por um período de tempo de limiar.

[0060] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade exemplar, será entendido pelos versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos da mesma sem afastamento do escopo da invenção. Em adição, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à(s) modalidade(s) particular(es), mas que a invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (20)

1. Sistema de detecção de ângulo de ataque, caracterizado pelo fato de que compreende: uma palheta rotativa compreendendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta à primeira superfície; um primeiro orifício de detecção de pressão disposto na primeira superfície; um segundo orifício de detecção de pressão disposto na segunda superfície; um sensor de posição de palheta configurado para emitir um sinal de posição de rotação da palheta rotativa; e um detector de falha configurado para emitir uma indicação de uma condição de falha de rotação com base numa diferença entre uma primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e uma segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

2. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a palheta rotativa compreende ainda: uma borda de ataque; uma borda de fuga oposta à borda de ataque; uma raiz; e uma ponta oposta à raiz; em que cada uma da primeira e da segunda superfícies se estende ao longo de uma corda da pá rotativa a partir da borda de ataque até a borda de fuga e ao longo de um vão da palheta rotativa da raiz até a ponta; e em que a palheta rotativa é configurada para girar livremente para alinhar a corda da palheta rotativa com uma direção de ar escoando sobre a palheta rotativa numa direção da borda de ataque para a borda de fuga.

3. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o detector de falha é configurado para emitir a indicação da condição de falha de rotação em resposta à determinação de que a diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base.

4. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a diferença de pressão de linha de base corresponde ao alinhamento da corda da pá rotativa com a direção do ar escoando sobre a palheta rotativa na direção da borda de ataque para a borda de fuga.

5. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: o primeiro orifício de detecção de pressão é disposto numa primeira localização na primeira superfície que é um comprimento de vão da raiz e uma distância de corda da borda de ataque; e. o segundo orifício de detecção de pressão é disposto numa segunda localização na segunda superfície que é um comprimento de vão da raiz e a distância de corda da borda de ataque.

6. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda superfícies são simétricas em torno da borda de ataque.

7. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: pelo menos um sensor de pressão; uma primeira conexão pneumática entre o primeiro orifício de detecção de pressão e o pelo menos um sensor de pressão; e uma segunda conexão pneumática entre o segundo orifício de detecção de pressão e o pelo menos um sensor de pressão; em que a primeira conexão pneumática é pneumaticamente isolada da segunda conexão pneumática.

8. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um eixo rotativo que se estende axialmente da palheta rotativa; em que o sensor de posição de palheta é disposto próximo ao eixo rotativo e configurado para detectar uma posição de rotação do eixo rotativo e emitir o sinal de posição de rotação da palheta rotativa com base na posição de rotação detectada do eixo rotativo; em que a primeira conexão pneumática compreende uma primeira câmara de pressão disposta dentro do eixo rotativo; e em que a segunda conexão pneumática compreende uma segunda câmara de pressão disposta dentro do eixo rotativo.

9. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de pressão compreende um sensor de pressão diferencial configurado para medir a diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada, o sensor de pressão diferencial tendo um primeiro orifício de entrada de pressão pneumaticamente conectado à primeira câmara de pressão e um segundo orifício de entrada de pressão pneumaticamente conectado à segunda câmara de pressão.

10. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão diferencial é montado no eixo rotativo.

11. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro orifício de entrada de pressão é diretamente exposto a um interior da primeira câmara de pressão; e. o segundo orifício de entrada de pressão é diretamente exposto a um interior da segunda câmara de pressão.

12. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sensor de pressão compreende um sensor de pressão diferencial configurado para medir a diferença entre a primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e a segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

13. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sensor compreende um primeiro sensor de pressão e um segundo sensor de pressão; o primeiro sensor pneumático é pneumaticamente conectado ao primeiro orifício de detecção de pressão via a primeira conexão pneumática e é configurado para detectar a primeira pressão detectada; e, o segundo sensor pneumático é pneumaticamente conectado ao segundo orifício de detecção de pressão via a segunda conexão pneumática e é configurado para detectar a segunda pressão detectada.

14. Sistema de detecção de ângulo de ataque de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma placa de base configurada para apoiar a palheta rotativa em um exterior de uma aeronave; um alojamento que se estende da placa de base oposta à palheta rotativa e configurada para se estender dentro de um interior da aeronave; e circuitos de processamento e memória legível por computador montados dentro do alojamento; em que o detector de falha compreende instruções codificadas na memória legível por computador que, quando executadas pelos circuitos de processamento, fazem com que o detector de falha emita a indicação da condição de falha de rotação com base na diferença entre a primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão e a segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão.

15. Método de detecção, caracterizado pelo fato de que compreende: gerar um sinal de pressão diferencial indicativo de uma diferença entre uma primeira pressão detectada de um primeiro orifício de detecção de pressão disposto numa primeira superfície de uma palheta de ângulo de ataque rotativa e uma segunda pressão detectada de um segundo orifício de detecção de pressão disposto numa segunda superfície da palheta de ângulo de ataque rotativa que é oposta à primeira superfície; emitir, por um detector de falta executando em pelo menos um processador de um sistema de detecção de ângulo de ataque, uma indicação de uma condição de falha de rotação em resposta à determinação pelo detector de falha de que o sinal de pressão diferencial ultrapassa um desvio de limiar de uma diferença de pressão de linha de base.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a geração do sinal de pressão diferencial compreende medir por um sensor de pressão diferencial a diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada.

17. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a geração do sinal de pressão diferencial compreende: medir por um primeiro sensor de pressão diferencial a primeira pressão detectada do primeiro orifício de detecção de pressão; medir, por um segundo sensor de pressão, a segunda pressão detectada do segundo orifício de detecção de pressão; e gerar o sinal de pressão diferencial como uma diferença entre a primeira pressão detectada e a segunda pressão detectada.

18. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a diferença de pressão de linha de base corresponde ao alinhamento da palheta de ângulo de ataque rotativa com uma direção de ar fluindo sobre a palheta de ângulo de ataque rotativa numa direção de uma borda de ataque para uma borda de fuga da palheta de ângulo de ataque rotativa.

19. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a palheta de ângulo de ataque rotativa é configurada para girar livremente para alinhar com uma direção de ar escoando sobre a palheta de ângulo de ataque rotativa numa direção de uma borda de ataque para uma borda de fuga da palheta de ângulo de ataque rotativa.

20. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a emissão da indicação da condição de falha de rotação compreende emitir a indicação da condição de falha de rotação em resposta à determinação de que o sinal de pressão diferencial ultrapassa o desvio de limiar da diferença de pressão de linha de base por um período de tempo de limiar.