BR102019026616A2 - sistema e método de dados de ar. - Google Patents

sistema e método de dados de ar. Download PDF

Info

Publication number
BR102019026616A2
BR102019026616A2 BR102019026616-3A BR102019026616A BR102019026616A2 BR 102019026616 A2 BR102019026616 A2 BR 102019026616A2 BR 102019026616 A BR102019026616 A BR 102019026616A BR 102019026616 A2 BR102019026616 A2 BR 102019026616A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
air data
static pressure
acoustic
aircraft
sensor
Prior art date
Application number
BR102019026616-3A
Other languages
English (en)
Inventor
Jaime Sly
Mark Sherwood Miller
Original Assignee
Rosemount Aerospace Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rosemount Aerospace Inc. filed Critical Rosemount Aerospace Inc.
Publication of BR102019026616A2 publication Critical patent/BR102019026616A2/pt

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/245—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/26—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting optical wave
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G01C5/06—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels by using barometric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G01P13/025—Indicating direction only, e.g. by weather vane indicating air data, i.e. flight variables of an aircraft, e.g. angle of attack, side slip, shear, yaw
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D43/00—Arrangements or adaptations of instruments
    • B64D43/02—Arrangements or adaptations of instruments for indicating aircraft speed or stalling conditions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

SISTEMA E MÉTODO DE DADOS DE AR Um sistema inclui um sensor de dados de ar a laser e um sensor de dados de ar acústico. O sensor de dados de ar a laser é configurado para emitir a luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior de uma aeronave e gerar as primeiras saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos retornos da luz direcional emitida. O sensor de dados de ar acústico é configurado para emitir sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, detectar os sinais acústicos e gerar segundas saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos sinais acústicos detectados.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE DADOS DE AR. FUNDAMENTOS
[001] A presente divulgação refere-se geralmente a sistemas de dados de ar e, mais particularmente, a sistemas de dados de ar que utilizam sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de acústicos para gerar saídas de parâmetros de dados de ar de aeronaves.
[002] As aeronaves modernas incorporam sistemas de dados de ar que calculam saídas de dados de ar com base em parâmetros medidos coletados a partir de vários sensores posicionados em torno da aeronave. Por exemplo, muitos sistemas de dados de ar utilizam sondas de dados de ar que medem a pressão pneumática de fluxo de ar em torno do exterior de aeronave para gerar saídas de dados de ar de aeronave, como ângulo de ataque (isto é, um ângulo entre o fluxo de ar incidente ou vento relativo e uma linha de referência da aeronave, como uma corda de uma asa da aeronave), velocidade aérea calibrada, número de Mach, altitude, ou outros parâmetros de dados de ar. Durante o deslizamento da aeronave (isto é, um ângulo não zero entre a direção de percurso da aeronave e a linha central de aeronave que se estende através do nariz da aeronave), compensação de vários parâmetros locais (para a sonda) ou sinais, como ângulo de ataque e pressão estática, é vantajoso para determinação precisa de parâmetros de dados de ar de aeronave, como ângulo de aeronave de ataque ou altitude de pressão de aeronave (determinado a partir de medições de pressão estática). As sondas de dados de ar também podem ser emparelhadas com sensores de temperatura para determinar a temperatura do ar estático, a temperatura total do ar e a velocidade real do ar.
[003] A precisão aumentada obtida através da compensação de deslize lateral é particularmente relevante em aeronaves modernas que empregam mecanismos avançados de controle que operam no Sistema Nacional de Espaço Aéreo, bem como para acomodar sistemas de controle fly-by-wire ou outros que podem se beneficiar do aumento da precisão obtida através da compensação de deslize lateral. Para esse fim, muitos sistemas de dados de ar utilizam sondas de dados de ar pneumáticas posicionadas em lados opostos da aeronave e acopladas de modo cruzado para trocar informações de pressão. A pressão estática detectada por uma sonda lateral oposta é usada para compensar saídas de parâmetro de dados de ar para uma condição de deslizamento. Em certos sistemas de dados de ar, as sondas acopladas de modo cruzado são pneumaticamente conectadas de modo que os sinais de pressão tenham média calculada entre sondas.
[004] À medida que sistemas de aeronaves, como sistemas de controle de voo e sistemas de proteção contra estol tornam-se mais altamente integrados, complexos e automatizados, a integridade da informação de dados de ar usada por esses sistemas de aeronaves torna-se cada vez mais importante. Sensores de dados de ar, como sondas pitot-estáticas, palhetas de ângulo de ataque, sondas de temperatura total do ar (TAT) e outros sensores de dados de ar que se estendem ao fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, podem ser suscetíveis a condições de congelamento, à medida que o vapor de água no fluxo de ar colide com o sensor exposto, exigindo componentes anticongelantes (por exemplo, aquecedor) e o orçamento de energia elétrica associado a ele. Além disso, esses sensores que se estendem ao fluxo de ar incidente podem aumentar o atrito na aeronave, reduzindo assim a eficiência do voo.
SUMÁRIO
[005] Em um exemplo, um sistema inclui um primeiro sensor de dados de ar a laser e um sensor de dados de ar acústico. O primeiro sensor de dados de ar a laser é configurado para emitir a primeira luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior de uma aeronave e gerar as primeiras saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos retornos da primeira luz direcional emitida. O sensor de dados de ar acústico é configurado para emitir sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, detectar os sinais acústicos e gerar segundas saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos sinais acústicos detectados.
[006] Em outro exemplo, um método inclui emitir, por um primeiro sensor de dados de ar a laser disposto em uma aeronave, a primeira luz direcional no fluxo de ar em torno de um exterior da aeronave, receber, pelo primeiro sensor de dados de ar a laser, retornos da primeira luz direcional emitida e gerar, pelo primeiro sensor de dados de ar a laser, o primeiro parâmetro de dados de ar emitido para a aeronave com base nos retornos da primeira luz direcional emitida. O método inclui ainda emitir, por um transmissor acústico de um sensor de dados de ar acústico disposto na aeronave, sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, detectar, por uma pluralidade de receptores acústicos do sensor de dados de ar acústico, os sinais acústicos transmitidos pelo transmissor acústico e gerar, pelo sensor de dados de ar acústico, as saídas do segundo parâmetro de dados de ar para a aeronave com base em um tempo de voo dos sinais acústicos do transmissor acústico para a pluralidade de receptores acústicos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[007] A FIG. 1 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra um sistema de exemplo que inclui um sensor de dados de ar a laser e um sensor de dados de ar acústico.
[008] A FIG. 2 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra uma arquitetura de sistema de dados de ar de exemplo, incluindo dois sensores de dados de ar a laser e um sensor de dados de ar acústico.
[009] A FIG. 3 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra uma arquitetura de sistema de dados de ar de exemplo, incluindo dois sensores de dados de ar a laser, um sensor de dados de ar acústico e um sensor de pressão estática.
[0010] A FIG. 4 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra uma arquitetura de sistema de dados de ar de exemplo, incluindo dois sensores de dados de ar a laser, um sensor de dados de ar acústico e dois sensores de pressão estática.
[0011] A FIG. 5 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra uma arquitetura de sistema de dados de ar de exemplo, incluindo dois sensores de dados de ar a laser, um sensor de dados de ar acústico e cinco sensores de pressão estática.
[0012] A FIG. 6 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra uma arquitetura de sistema de dados de ar de exemplo, incluindo dois sensores de dados de ar a laser, um sensor de dados de ar acústico e três sensores de pressão estática.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0013] Como descrito aqui, exemplos de arquiteturas de sistemas de dados de ar incluem sensores de baixo perfil (por exemplo, nivelados com a carcaça da aeronave) que fornecem vários (por exemplo, dois, três ou mais) conjuntos independentes de saídas de parâmetros de dados de ar para uso por sistemas de consumo de aeronaves, como sistemas automáticos de controle de voo, sistemas de gerenciamento de voo, sistemas de aviônicas, sistemas de pressurização de cabine e/ou gerenciamento de ar ou outros sistemas de consumo. As arquiteturas de exemplo utilizam combinações de sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de ar acústicos para fornecer saídas de parâmetros de dados de ar, como altitude da aeronave, velocidade do ar (por exemplo, velocidade do ar real e/ou velocidade do ar calibrada), ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral, número de Mach ou outras saídas de parâmetros de dados de ar derivados de tecnologias diferentes (isto é, tecnologias ópticas e acústicas) com modos de falha diferentes, aumentando assim a disponibilidade e a confiabilidade dos sistemas de dados de ar. Em alguns exemplos, sensores de pressão estática pneumáticos que são descartados, por exemplo, nivelados com a carcaça da aeronave, podem ser utilizados em combinação com os sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de ar acústicos para aumentar ainda mais a diversidade das tecnologias utilizadas, aumentando assim a confiabilidade do sistema e a segurança, mantendo os aspectos de baixo perfil dos sistemas de dados de ar.
[0014] A FIG. 1 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra o sistema 10 incluindo o sensor de dados de ar a laser 12 e o sensor de dados de ar acústico 14 que fornece saídas de parâmetros de dados de ar para um ou mais sistemas de consumo 16. O sensor de dados de ar acústico 14, como ilustrado na FIG. 1, inclui transmissor acústico 18, receptores acústicos 20A, 20B, 20C e 20D e orifício de pressão estática 22.
[0015] O sensor de dados de ar a laser 12 e o sensor de dados de ar acústico 14 são configurados para serem montados em uma aeronave para gerar saídas de parâmetros de dados de ar que são fornecidas aos sistemas de consumo 16 para controle operacional da aeronave. Cada um dos sensores de dados de ar a laser 12 e sensor de dados de ar acústicos 14 pode ser montado na aeronave de modo que uma face externa do sensor fique nivelada com a parte externa da aeronave (por exemplo, a carcaça da aeronave). Embora ilustrado e descrito no exemplo da FIG. 1 como incluindo um único sensor de dados de ar a laser 12 e um único sensor de dados a ar acústico 14, deve ser entendido que o sistema 10 pode incluir qualquer um ou mais sensores de dados a ar a laser e qualquer um ou mais sensores de dados de ar acústicos. Em alguns exemplos, o sistema 10 pode incluir uma ou mais portas de pressão estática pneumáticas (por exemplo, portas estáticas niveladas) que detectam a pressão estática do ar sobre o exterior da aeronave e fornecem a pressão estática detectada para um ou mais dos sensores de dados de ar a laser e/ou acústicos, conforme descrito abaixo.
[0016] O sensor de dados de ar a laser 12 está configurado para emitir luz direcional (por exemplo, luz de laser) através de uma janela ou outro elemento óptico para a atmosfera. Por exemplo, em alguns exemplos, o sensor de dados de ar a laser 12 é configurado para emitir luz direcional ao longo de três ou mais eixos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave. Os três eixos (ou três de quatro ou mais eixos) podem, em certos exemplos, ser mutuamente ortogonais, embora os três eixos não precisem ser mutuamente ortogonais em todos os exemplos. Em geral, o sensor de dados de ar a laser 12 emite luz direcional no fluxo de ar ao longo de três ou mais eixos que são separados angularmente por um ângulo limiar (ou ângulos) que permite a identificação das velocidades do fluxo de ar ao longo de cada um dos três ou mais eixos distintos.
[0017] O sensor de dados de ar a laser 12 recebe retornos da luz direcional em cada um dos três ou mais eixos devido à reflexão (ou espalhamento) da luz direcional emitida a partir de moléculas e/ou aerossóis que se movem com o fluxo de ar. Por exemplo, com base nos retornos da luz direcional emitida dos aerossóis ou de outras partículas no ar, conhecidos na técnica como espalhamento Mie, o sensor de dados de ar a laser 12 pode determinar uma mudança de Doppler na linha de visão da luz direcional emitida ao longo de cada um dos respectivos eixos. A partir das mudanças de Doppler determinadas, o sensor de dados de ar a laser 12 determina as informações de velocidade do fluxo de ar em cada um dos três ou mais eixos. O sensor de dados de ar a laser 12 utiliza as informações de velocidade do fluxo de ar em cada um dos três eixos ou mais para determinar as informações de velocidade do ar, bem como um ângulo de vento relativo do fluxo de ar correspondente ao ângulo de ataque (isto é, um ângulo entre a direção do fluxo de ar incidente ou vento relativo e uma linha de referência da aeronave, como um acorde de uma asa da aeronave) e ângulo de inclinação lateral (isto é, ângulo entre a direção do fluxo de ar incidente ou vento relativo e uma linha central da aeronave que se estende através do nariz da aeronave). Como tal, o sensor de dados de ar a laser 12 determina, com base nos retornos da luz direcional emitida, saídas de parâmetros de dados de ar da aeronave, como ângulo de ataque da aeronave, ângulo de deslizamento da aeronave, velocidade real da aeronave ou outras saídas de parâmetros de dados de ar.
[0018] Em alguns exemplos, o sensor de dados de ar a laser 12 pode ser um sensor de dados de ar a laser com base molecular que recebe retornos de luz direcional emitida fora das moléculas no ar, conhecido na técnica como espalhamento de Rayleigh. Em tais exemplos, o sensor de dados de ar a laser 12 pode determinar adicionalmente, com base no espalhamento de Rayleigh, as informações de densidade do ar a partir do qual o sensor de dados de ar a laser 12 pode derivar pressão estática e temperatura estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave. O sensor de dados de ar a laser 12 utiliza as informações de pressão estática e temperatura estática para determinar as saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão e temperatura, como altitude, número de Mach ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão e/ou temperatura.
[0019] Como ilustrado na FIG. 1, o sensor de dados de ar acústico 14 inclui o transmissor acústico 18 e os receptores acústicos 20A-20D. O transmissor acústico 18 pode ser um alto-falante piezoelétrico, um alto-falante cônico, um alto-falante micro-eletro-mecânico (MEMS) ou outro transdutor elétrico-acústico. Os receptores acústicos 20A - 20D podem ser microfones, incluindo microfones MEMS, microfones de condensador ou outros transdutores acústicos a elétricos.
[0020] O sensor de dados de ar acústico 14 está configurado para emitir sinais acústicos do transmissor acústico 18 que são influenciados pelo fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, à medida que os sinais acústicos se propagam para os receptores acústicos 20A-20D. Sinais acústicos emitidos pelo transmissor acústico 18 podem assumir a forma de pulso acústico, sinal acústico oscilante, sinal acústico de banda larga, sinal acústico de fonte aleatória ou outra forma de sinal acústico. Em alguns exemplos, os sinais acústicos emitidos pelo transmissor acústico 18 podem ser sinais acústicos ultrassônicos, como sinais com uma frequência superior a 20 kilohertz (kHz). Em outros exemplos, os sinais acústicos emitidos pelo transmissor acústico 18 podem ter uma frequência que está na faixa audível.
[0021] Receptores acústicos 20A-20D, no exemplo da FIG. 1, são dispostos em um raio conhecido (r) do transmissor acústico 18. Em alguns exemplos, a distância (r) entre os receptores acústicos 20A-20D e o transmissor acústico 18 pode ser a mesma distância. Em outros exemplos, a distância (r) entre cada um dos receptores acústicos 20A-20D e o transmissor acústico 18 pode ser diferente. Por exemplo, a distância (r) entre cada um dos receptores acústicos 20A-20D e o transmissor acústico 18 pode estar entre quatro e cinco polegadas ou outras distâncias.
[0022] Como ilustrado na FIG. 1, os receptores acústicos 20A-20D são dispostos em torno do transmissor acústico 18, de modo que o eixo (u) que se estende através dos receptores acústicos 20A e 20C é ortogonal ao eixo (w) que se estende através dos receptores acústicos 20B e 20D. Embora ilustrado e descrito no exemplo da FIG. 1 como incluindo quatro receptores acústicos 20A-20D, deve ser entendido que o sensor de dados de ar acústico 14 pode incluir mais de quatro receptores acústicos, como cinco ou mais receptores acústicos dispostos sobre o transmissor acústico 18 em intervalos angulares regulares ou irregulares.
[0023] Cada um dos receptores acústicos 20A-20D recebe o sinal acústico emitido em momentos variados, pois a propagação do sinal acústico emitido é influenciada pelo fluxo de ar sobre o exterior da aeronave. Com base na distância conhecida (r) entre cada um dos receptores acústicos 20A-20D e o transmissor acústico 18, o sensor de dados de ar acústico 14 determina um tempo de voo do sinal acústico entre o transmissor acústico 18 e cada um dos receptores acústicos 20A-20D. Usando dois dos receptores acústicos 20A-20D ao longo do mesmo eixo (por exemplo, receptores acústicos 20A e 20C ao longo do eixo w, ou receptores acústicos 20B e 20D ao longo do eixo u), o sensor de dados de ar acústico 14 determina uma velocidade do som na direção dos dois receptores acústicos.
[0024] Por exemplo, o sensor de dados de ar acústico 14 pode ser posicionado em um lado da aeronave. Para uma aeronave no espaço tridimensional u-v-w (por exemplo, o eixo u se estende ao longo do corpo através do nariz da aeronave, o eixo v ortogonal ao eixo u e se estendendo pela lateral da aeronave e o eixo w ortogonal aos eixos u e v e se estendendo através da parte inferior da aeronave), o sensor de dados de ar acústico 14 é posicionado no plano geométrico u-w, como ilustrado na FIG. 1. Por conseguinte, os receptores acústicos 20A e 20C podem ser utilizados para obter uma velocidade na direção do eixo w, e os receptores acústicos 20B e 20D podem ser utilizados para obter uma velocidade na direção do eixo u. As duas velocidades determinadas podem ser usadas para formar um vetor de velocidade bidimensional para o plano u-w. O sensor de dados de ar acústico 14 pode utilizar o vetor de velocidade bidimensional do fluxo de ar para determinar um ângulo de vento relativo do fluxo de ar em torno do exterior da aeronave, o ângulo de vento relativo correspondente ao ângulo de ataque ou ângulo de deslizamento lateral. Como, neste exemplo, o sensor de dados de ar acústico 14 está posicionado no lado da aeronave (ou seja, no plano u-w), o vetor de velocidade bidimensional pode ser usado para determinar um ângulo de vento relativo correspondente a um ângulo de ataque para a aeronave.
[0025] Em alguns exemplos, o sensor de dados de ar acústico 14 pode ser posicionado na parte superior ou inferior da aeronave, por exemplo, no plano u-v. Nesse exemplo, os receptores acústicos 20A e 20C podem ser usados para determinar uma velocidade na direção do eixo u (por exemplo, se estendendo ao longo do corpo da aeronave através do nariz da aeronave) e os receptores acústicos 20B e 20D podem ser usados para determinar uma velocidade na direção do eixo v (por exemplo, ortogonal ao eixo u e se estendendo pela lateral da aeronave). Como, nesse exemplo, o sensor de dados de ar acústico 14 está posicionado na parte superior ou inferior da aeronave no plano u-v, o vetor de velocidade bidimensional para o plano u-v pode ser usado para determinar um ângulo de vento relativo correspondente a um ângulo do deslizamento lateral da aeronave.
[0026] Em alguns exemplos, vários (por exemplo, dois ou mais) sensores de dados de ar acústicos 14 podem ser posicionados em torno da aeronave para obter informações sobre o ângulo de ataque e o ângulo de delizamento lateral. Por exemplo, em certos exemplos, um primeiro sensor de dados de ar acústico 14 pode ser posicionado em um lado da aeronave para obter informações de ângulo de ataque, e um segundo sensor de dados de ar acústico 14 pode ser posicionado na parte superior ou inferior da aeronave para obter informações sobre o ângulo do deslizamento lateral.
[0027] O sensor de dados de ar acústico 14 pode determinar uma temperatura estática do ar (SAT) do fluxo de ar em torno do exterior da aeronave, independentemente da orientação do sensor de dados de ar acústico 14 como posicionado no exterior da aeronave. Por exemplo, dois dos receptores acústicos 20A-20D posicionados ao longo de um mesmo eixo (por exemplo, receptores acústicos 20A e 20C ao longo do eixo w ou receptores acústicos 20B e 20D ao longo do eixo u) podem ser usados para detectar sinais acústicos emitidos pelo transmissor acústico 18. O receptor acústico 20B, por exemplo, pode ser usado para determinar o tempo de voo dos sinais acústicos a montante do transmissor acústico 18 e o receptor acústico 20D pode ser usado para determinar o tempo de voo dos sinais acústicos a jusante do transmissor acústico 18. Com base na distância (ou distâncias) conhecida entre o transmissor acústico 18 e cada um dos receptores acústicos 20A e 20D (distância (r) no exemplo da FIG. 1), o sensor de dados de ar acústico 14 pode determinar a velocidade do som no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave. O sensor de dados de ar acústico 14 pode determinar, com base na velocidade do som determinada, uma temperatura estática do ar do fluxo de ar, como é conhecido na técnica.
[0028] Como ilustrado na FIG. 1, o sensor de dados de ar acústico 14 inclui a orifício de pressão estática 22. A orifício de pressão estática 22 pode ser conectada pneumaticamente (por exemplo, através de tubulação ou outra conexão pneumática) a um transdutor de pressão do sensor de dados de ar acústico 14 para medir a pressão estática do ar sobre o exterior da aeronave. Em alguns exemplos, o sensor de dados de ar acústico 14 pode não incluir a orifício de pressão estática 22, mas pode receber informações de pressão estática de um dispositivo sensor de pressão estática separado, como é descrito mais adiante. Em certos exemplos, o sensor de dados de ar acústico 14 pode receber informações de pressão estática de um dispositivo sensor de pressão estática que é disposto em um lado oposto da aeronave do sensor de dados de ar acústico 14 para determinar uma média de pressões estáticas do ar em lados opostos da aeronave para compensar, por exemplo, efeitos de pressão local (para a aeronave) nos sensores causados por condições de deslizamento lateral diferentes de zero da aeronave. O sensor de dados acústicos do ar 14 pode utilizar as informações de pressão estática medidas para determinar as saídas dos parâmetros dos dados de ar, como altitude da aeronave, velocidade do ar calibrada ou outros parâmetros de dados de ar que são baseados na pressão estática do ar.
[0029] Por conseguinte, o sistema 10, incluindo o sensor de dados de ar a laser 12 e o sensor de dados de ar acústico 14, pode fornecer vários conjuntos de saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo, por exemplo, altitude da aeronave, ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral, velocidade do ar, número de Mach ou outro parâmetro de saídas de dados de ar para sistemas de consumo 16. Tais conjuntos múltiplos de saídas de parâmetros de dados de ar (isto é, fornecidos por cada um dos sensores de dados de ar a laser 12 e sensor de dados de ar acústicos 14) podem aumentar a confiabilidade e a disponibilidade das saídas de parâmetros de dados de ar para uso pelos sistemas de consumo 16 em virtude da redundância das saídas de parâmetros de dados de ar, bem como da diversidade de tecnologias pelas quais as saídas de parâmetros de dados de ar são detectadas (isto é, tanto a detecção por laser quanto a detecção acústica). Além disso, a natureza discreta do sensor de dados de ar a laser 12 e do sensor de dados de ar acústico 14 (por exemplo, nivelado com a carcaça da aeronave) pode ajudar a reduzir o atrito na aeronave e a suscetibilidade dos sensores aos modos de falha associados à condições de formação de gelo.
[0030] A FIG. 2 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra a arquitetura do sistema de dados de ar 10A para fornecer saídas de parâmetros de dados de ar aos sistemas de consumo 16. Como ilustrado na FIG. 2, a arquitetura 10A inclui sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, bem como sensor de dados de ar acústicos 26 montado na aeronave 28. No exemplo da FIG. 2, o sensor de dados de ar a laser 24A está disposto na lateral 30 da aeronave 28. O sensor de dados de ar a laser 24B e o sensor de dados de ar acústico 26 estão dispostos na lateral 32 da aeronave 28, no lado oposto 30. Em outros exemplos, qualquer um ou mais sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, bem como sensores de dados de ar acústicos 26, podem ser dispostos no mesmo lado da aeronave 28 (ou seja, um dos lados 30 e 32), um topo da aeronave 28 , um fundo da aeronave 28, ou combinações dos mesmos.
[0031] Os sensores de dados de ar a laser 24A e 24B podem ser substancialmente semelhantes ao sensor de dados de ar a laser 12 da FIG. 1. No exemplo da FIG. 2, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B é um sensor de dados de ar a laser de base molecular configurado para receber retornos de moléculas direcionais de luz emitida no ar (isto é, espalhamento de Rayleigh). Como tal, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B é configurado para emitir luz direcional em três ou mais direções para o fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e para determinar parâmetros de dados de ar, como ângulo de ataque da aeronave, ângulo de deslizamento da aeronave, velocidade do ar, ou outros parâmetros de dados de ar da aeronave com base nas velocidades do fluxo de ar ao longo de cada eixo respectivo, com base nos retornos recebidos da luz direcional emitida. Além disso, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B é configurado para determinar, com base no espalhamento de Rayleigh, as informações de densidade do ar a partir do qual os sensores de dados de ar a laser 24A e 24B derivam pressão estática e temperatura estática do fluxo de ar externo.
[0032] O sensor de dados de ar acústico 26, no exemplo da FIG. 2, pode ser substancialmente semelhante ao sensor de dados de ar acústicos 14 da FIG. 1. No exemplo da FIG. 2, no entanto, o sensor de dados de ar acústico 26 não inclui a orifício estática 22 (FIG. 1). Como tal, o sensor de dados de ar acústico 26 é conectado eletricamente para receber informações de pressão estática dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, embora em outros exemplos, o sensor de dados de ar acústico 26 possa receber as informações de pressão estática de apenas um dos sensores de dados a ar a laser 24A e 24B.
[0033] Como ilustrado na FIG. 2, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A, sensor de dados a ar a laser 24B e sensor de dados a ar acústico 26 é eletricamente conectado para transmitir saídas de parâmetros de dados a ar para sistemas de consumo 16. Além disso, no exemplo da FIG. 2, o sensor de dados de ar acústico 26 é conectado eletricamente para receber informações de pressão estática dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B. As conexões elétricas ilustradas na FIG. 2 podem assumir a forma de acoplamentos elétricos diretos e/ou acoplamentos de barramento de dados configurados para se comunicar de acordo com um ou mais protocolos de comunicação, tais como o protocolo de comunicação de Rádio Aeronáutico Incorporado (ARINC) 429, protocolo de comunicação de barramento da rede de área de controlador (CAN), protocolo de comunicação militar padrão 1553 (MIL-STD-1553), ou outros protocolos de comunicação analógicos ou digitais.
[0034] Em operação, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B emite luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave 28 ao longo de três ou mais eixos. Os sensores de dados de ar a laser 24A e 24B determinam, com base nos retornos recebidos da luz direcional emitida, os parâmetros de dados de ar, incluindo, por exemplo, altitude (ou seja, com base na pressão estática determinada), velocidade do ar (por exemplo, velocidade do ar calibrada e/ou velocidade do ar real), Número de Mach, ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral ou outras saídas de parâmetros de dados de ar.
[0035] O sensor de dados de ar acústico 26 emite sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave 28 e determina as saídas de parâmetros de dados de ar, como velocidade do ar e um de ângulo de ataque ou ângulo de deslizamento lateral (isto é, dependendo da orientação da instalação, como descrito acima com relação ao exemplo da FIG. 1). Sensor de dados de ar acústico 26, no exemplo da FIG. 2, recebe informações de pressão estática dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B e utiliza as informações de pressão estática para gerar saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão, como altitude.
[0036] Cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A, sensor de dados de ar a laser 24B e sensor de dados de ar acústico 26 transmite as respectivas saídas de parâmetros de dados de ar para sistemas de consumo 16. Os sistemas de consumo 16, que podem incluir sistemas de aeronaves, como sistemas de gerenciamento de voo, sistemas de controle de voo automáticos, sistemas de instrumentos em espera, sistemas de exibição, unidades de concentrador de dados ou outros sistemas de consumo das saídas de parâmetros de dados de ar, utilizam as saídas de parâmetros de dados de ar para controle operacional da aeronave 28 (por exemplo, voo controlado ou outras operações). Por conseguinte, a arquitetura 10A do sistema de dados de ar fornece três conjuntos de saídas de parâmetros de dados de ar (por exemplo, três conjuntos redundantes de informações) para os sistemas de consumo 16, aumentando assim a segurança e a confiabilidade do sistema.
[0037] A FIG. 3 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra a arquitetura do sistema de dados de ar 10B para fornecer saídas de parâmetros de dados de ar aos sistemas de consumo 16. Como ilustrado na FIG. 3, a arquitetura 10B inclui sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, sensor de dados de ar acústico 14 e sensor de pressão estática 34A. No exemplo da FIG. 3, o sensor de dados de ar a laser 24A e o sensor de pressão estática 34A estão dispostos no lado 30 da aeronave 28 e o sensor de dados de ar a laser 24B e o sensor de dados de ar acústico 14 estão dispostos no lado 32 da aeronave 28. Cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, como descrito acima em relação à FIG. 2, são sensores de dados de ar a laser de base molecular configurados para determinar saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão estática e em temperatura de ar estática (por exemplo, altitude, velocidade do ar calibrada ou outros parâmetros) derivados de informações de densidade determinadas com base nos retornos espalhados de Rayleigh da luz direcional emitida.
[0038] O sensor de dados de ar acústico 14, neste exemplo, inclui a orifício de pressão estática 22 (e o transdutor de pressão associado) para medir a pressão estática do ar externo, como foi descrito acima em relação à FIG. 1. O sensor de pressão estática 34A, embutido no exterior da aeronave 28, inclui uma orifício de pressão estática pneumaticamente conectada a um transdutor de pressão (não mostrado) para detectar a pressão estática do ar sobre o exterior da aeronave 28.
[0039] Como ilustrado na FIG. 3, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A, sensor de dados a ar a laser 24B e sensor de dados a ar acústico 14 são eletricamente conectados para transmitir saídas de parâmetros de dados a ar para sistemas de consumo 16. Além disso, como ilustrado na FIG. 3, o sensor de dados de ar acústico 14 é conectado eletricamente ao sensor de pressão estática 34A para receber informações de pressão estática medidas do sensor de pressão estática 34A.
[0040] O sensor de dados de ar acústico 14 pode utilizar a pressão estática medida via orifício de pressão estática 22 em combinação com as informações de pressão estática medidas recebidas do sensor de pressão estática transversal 34A (isto é, disposto no lado 30, lado oposto 32) para determinar parâmetros de dados de ar com base em pressão, como altitude, velocidade do ar calibrada ou outros parâmetros de dados de ar com base em pressão. Por exemplo, porque o sensor de dados de ar acústico 14 e o sensor de pressão estática 34A medem a pressão estática de dentro da camada limite do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave 28 (por exemplo, a menos de 15 cm da carcaça externa da aeronave 28), essas pressões estáticas medidas podem ser influenciadas pelos efeitos do fluxo de ar local sobre o exterior da aeronave 28 que variam com, por exemplo, o deslizamento lateral da aeronave. Como tal, o sensor de dados de ar acústico 14 pode calcular em média ou combinar a pressão estática medida através da orifício de pressão estática 22 e a pressão estática recebida do sensor de pressão estática 34A (por exemplo, disposto em um lado oposto da aeronave 28) para compensar os efeitos locais do fluxo de ar causada por uma condição de deslizamento lateral. O sensor de dados de ar acústico 14 pode, portanto, determinar saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão, como altitude e velocidade do ar calibrada, com base nas pressões estáticas médias (ou combinadas) medidas em cada um dos lados 30 e no lado 32 da aeronave 28.
[0041] A FIG. 4 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra a arquitetura do sistema de dados de ar 10C para fornecer saídas de parâmetros de dados de ar aos sistemas de consumo 16. Como ilustrado na FIG. 4, a arquitetura 10C inclui sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, sensor de dados de ar acústico 26, sensor de pressão estática 34A e sensor de pressão estática 34B. No exemplo da FIG. 4, o sensor de dados de ar a laser 24A e o sensor de pressão estática 34A estão dispostos no lado 30 da aeronave 28. O sensor de dados de ar a laser 24B, o sensor de dados de ar acústico 14 e o sensor de pressão estática 34B estão dispostos no lado 32 da aeronave 28.
[0042] Cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A e 24B, como descrito acima em relação às FIGS. 2 e 3, são sensores de dados de ar a laser de base molecular configurados para determinar saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão estática e em temperatura de ar estática. O sensor de dados de ar acústico 26, como descrito acima em relação à FIG. 2, é semelhante ao sensor de dados de ar acústico 14 (FIGS. 1 e 3), mas não inclui uma orifício de pressão estática (isto é, orifício de pressão estática 22). O sensor de pressão estática 34B pode ser substancialmente semelhante ao sensor de pressão estática 34A, descrito acima em relação à FIG. 3 como incluindo uma orifício de pressão estática pneumaticamente conectada a um transdutor de pressão para detectar a pressão estática do ar sobre o exterior da aeronave 28.
[0043] Como ilustrado na FIG. 4, cada um dos sensores de dados de ar a laser 24A, sensor de dados a ar a laser 24B e sensor de dados a ar acústico 26 são eletricamente conectados para transmitir saídas de parâmetros de dados a ar para sistemas de consumo 16. Além disso, como ilustrado na FIG. 4, o sensor de dados de ar acústico 26 é conectado eletricamente ao sensor de pressão estática 34A para receber informações de pressão estática medidas do sensor de pressão estática 34A, disposto no lado 30 da aeronave 28. O sensor de dados de ar acústico é eletricamente conectado ao sensor de pressão estática 34B para receber informações de pressão estática medidas do sensor de pressão estática 34B, disposto no lado 32 da aeronave 28.
[0044] O sensor de dados de ar acústico 26 pode utilizar as medições de pressão estática recebidas do sensor de pressão estática 34A e sensor de pressão estática 34B (isto é, sensores de pressão estática do lado transversal) para determinar parâmetros de dados de ar baseados em pressão, como altitude, velocidade do ar calibrada ou outros parâmetros de dados de ar baseados em pressão. Por exemplo, o sensor de dados de ar acústico 26 pode calcular a média ou combinar as medições de pressão estática recebidas do sensor de pressão estática 34A e sensor de pressão estática 34B. Por conseguinte, a arquitetura 10C é semelhante à arquitetura 10B da FIG. 3, mas em vez de incluir um sensor de pressão estática como parte integrante do sensor de dados de ar acústico (por exemplo, orifício de pressão estática 22 do sensor de dados de ar acústico 14 da FIG. 3), o sensor de dados de ar acústico 26 recebe dados de medição de pressão estática do sensor de pressão estática 34B.
[0045] A FIG. 5 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra a arquitetura do sistema de dados de ar 10D para fornecer saídas de parâmetros de dados de ar aos sistemas de consumo 16. Como ilustrado na FIG. 5, a arquitetura 10D inclui sensor de dados de ar a laser 36A, sensor de dados de ar a laser 36B, sensor de dados de ar acústico 14, sensor de pressão estática 34A, sensor de pressão estática 38A, sensor de pressão estática 38B, sensor de pressão estática 40A e sensor de pressão estática 40B. No exemplo da FIG. 5, sensor de dados de ar a laser 36A, sensor de pressão estática 34A, sensor de pressão estática 38A e sensor de pressão estática 40A estão dispostos no lado 30 da aeronave 28. O sensor de dados de ar a laser 36B, o sensor de pressão estática 40B, o sensor de pressão estática 38B e o sensor de dados de ar acústico 14 estão dispostos no lado 32 da aeronave 28.
[0046] Cada um dos sensores de pressão estática 38A, 38B, 40A, e 40B pode ser substancialmente semelhante ao sensor de pressão estática 34A, descrito acima em relação à FIGS. 3 e 4 como incluindo uma orifício de pressão estática pneumaticamente conectada a um transdutor de pressão para detectar a pressão estática de ar sobre o exterior da aeronave 28. O sensor de dados de ar acústico 14, como descrito acima em relação às FIGS. 1 e 3, inclui a orifício de pressão estática 22 pneumaticamente conectada a um transdutor de pressão para detectar a pressão estática do ar sobre o exterior da aeronave 28. Além disso, o sensor de dados de ar acústico 14 é conectado eletricamente para receber informações de medição de pressão estática do sensor de pressão estática 34A (disposto no lado 30 da aeronave 28).
[0047] No exemplo da FIG. 5, cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B é um sensor de dados de ar a laser baseado em particulado configurado para determinar saídas de parâmetros de dados de ar com base nos retornos de luz direcional emitida por aerossóis ou outros particulados no ar (isto é, espalhamento de Mie). Como tal, em vez de determinar informações de pressão e temperatura com base nos retornos da luz direcional emitida, os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B recebem informações de pressão dos sensores de pressão estática 38A, 38B, 40A e 40B e informações de temperatura do ar estáticos a partir do sensor de dados de ar acústico 14.
[0048] Por exemplo, como ilustrado na FIG. 5, o sensor de dados de ar a laser 36A é conectado eletricamente para receber informações de pressão estática do sensor de pressão estática 38A (disposto no lado 30 da aeronave 28) e do sensor de pressão estática 38B (disposto no lado 32 da aeronave 28). O sensor de dados de ar a laser 36B é conectado eletricamente para receber informações de pressão estática do sensor de pressão estática 40A (disposto no lado 30 da aeronave 28) e do sensor de pressão estática 40B (disposto no lado 32 da aeronave 28). Além disso, como ilustrado na FIG. 5, os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B são eletricamente conectados para receber informações de medição de temperatura do ar estática do sensor de dados de ar acústico 14. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B utilizam as informações estáticas de temperatura do ar recebidas para determinar as saídas de parâmetros de dados de ar com base na temperatura, como o número de Mach.
[0049] Em operação, cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B emite luz direcional ao longo de três ou mais eixos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave 28. Cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B determina, com base nos retornos da luz direcional emitida (ou seja, com base na espalhamento de Mie de aerossóis ou outras partículas no ar), informações de velocidade ao longo de cada um dos três ou mais eixos. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B determinam saídas de parâmetros de dados de ar, como velocidade do ar, ângulo de ataque e ângulo de deslizamento lateral, com base nas velocidades nas três ou mais direções. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B utilizam dados de pressão estática medidos recebidos dos sensores de pressão estática 38A e 38B (ou seja, utilizados pelo sensor de dados de ar a laser 36A) e sensores de pressão estática 40A e 40B (ou seja, utilizados pelo sensor de dados a ar a laser 36B) para determinar saídas de parâmetro de dados de ar com base em pressão, como altitude, velocidade do ar calibrada ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B utilizam informações de temperatura de ar estática medidas recebidas do sensor de dados de ar acústico 14 para gerar saídas de parâmetros de dados de ar com base em temperatura, como número de Mach, ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em temperatura. Cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B transmite, via barramento de dados de comunicações da aeronave ou de outra forma, o conjunto determinado de saídas de parâmetros de dados de ar para os sistemas de consumo 16.
[0050] O sensor de dados de ar acústico 14 gera saídas de parâmetros de dados de ar, como velocidade do ar, número de Mach e um ângulo de ataque ou ângulo de deslizamento lateral (isto é, dependendo da orientação da instalação), com base nos sinais acústicos transmitidos e recebidos pelo sensor de dados de ar acústico 14 . O sensor de dados de ar acústico 14 gera saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão, como altitude, velocidade do ar calibrada ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão, com base em medições de pressão estática recebidas pela orifício de pressão estática 22 e sensor de pressão estática transversal 34A. O sensor de dados de ar acústico 14 transmite o conjunto determinado de saídas de parâmetros de dados de ar para os sistemas de consumo 16. Por conseguinte, o sensor de dado de ar a laser 36A, o sensor de dados de ar a laser 36B e o sensor de dados de ar acústico 14, pode, cada um, fornecer saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo, por exemplo, altitude da aeronave, ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral, velocidade do ar, número de Mach ou outro parâmetro de saídas de dados de ar para sistemas de consumo 16.
[0051] A FIG. 6 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra a arquitetura do sistema de dados de ar 10E para fornecer saídas de parâmetros de dados de ar aos sistemas de consumo 16. Como ilustrado na FIG. 6, a arquitetura 10E inclui sensor de dados de ar a laser 36A, sensor de dados de ar a laser 36B, sensor de dados de ar acústico 14, sensor de pressão estática 34A, sensor de pressão estática 34B, sensor de pressão estática 38A, sensor de pressão estática 38B, sensor de pressão estática 40A e sensor de pressão estática 40B. A arquitetura de exemplo 10E da FIG. 6 é semelhante à arquitetura 10D da FIG. 5. No entanto, em vez de incluir o sensor de dados de ar acústico 14 com orifício de pressão estática 22 (FIG. 5), a arquitetura 10E inclui o sensor de dados de ar acústico 26 que não inclui uma orifício de pressão estática. Por conseguinte, a arquitetura de exemplo 10E da FIG. 6 inclui sensor de pressão estática 34B que fornece informações de pressão estática medidas para o sensor de dados de ar acústico 26.
[0052] No exemplo da FIG. 6, sensor de dados de ar a laser 36A, sensor de pressão estática 34A, sensor de pressão estática 38A e sensor de pressão estática 40A estão dispostos no lado 30 da aeronave 28. O sensor de dados de ar a laser 36B, o sensor de pressão estática 40B, o sensor de pressão estática 38B, sensor de pressão estática 34B, e o sensor de dados de ar acústico 26 estão dispostos no lado 32 da aeronave 28.
[0053] Cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B, como descrito acima em relação ao exemplo da FIG. 5, é um sensor de dados de ar a laser baseado em particulado configurado para determinar saídas de parâmetros de dados de ar com base nos retornos de luz direcional emitida por aerossóis ou outros particulados no ar (isto é, espalhamento de Mie). Cada um dos sensores de pressão estática 34A, 34B, 38A, 38B, 40A e 40B inclui uma orifício de pressão estática (e o transdutor de pressão correspondente) configurado para medir a pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave 28.
[0054] O sensor de dados de ar a laser 36A é conectado eletricamente para receber informações de pressão estática do sensor de pressão estática 38A (disposto no lado 30 da aeronave 28) e do sensor de pressão estática 38B (disposto no lado 32 da aeronave 28). O sensor de dados de ar a laser 36B é conectado eletricamente para receber informações de pressão estática do sensor de pressão estática 40A (disposto no lado 30 da aeronave 28) e do sensor de pressão estática 40B (disposto no lado 32 da aeronave 28). Além disso, como ilustrado na FIG. 6, os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B são eletricamente conectados para receber informações de medição de temperatura do ar estática do sensor de dados de ar acústico 26. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B utilizam as informações estáticas de temperatura do ar recebidas para determinar as saídas de parâmetros de dados de ar com base na temperatura, como o número de Mach.
[0055] Em operação, cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B emite luz direcional ao longo de três ou mais eixos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave 28. Cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B determina, com base nos retornos da luz direcional emitida (ou seja, com base na espalhamento de Mie de aerossóis ou outras partículas no ar), informações de velocidade ao longo de cada um dos três ou mais eixos. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B determinam saídas de parâmetros de dados de ar, como velocidade do ar, ângulo de ataque e ângulo de deslizamento lateral, com base nas velocidades nas três ou mais direções. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B utilizam dados de pressão estática medidos recebidos dos sensores de pressão estática 38A e 38B (ou seja, utilizados pelo sensor de dados de ar a laser 36A) e sensores de pressão estática 40A e 40B (ou seja, utilizados pelo sensor de dados a ar a laser 36B) para determinar saídas de parâmetro de dados de ar com base em pressão, como altitude, velocidade do ar calibrada ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão. Os sensores de dados de ar a laser 36A e 36B utilizam informações de temperatura de ar estática medidas recebidas do sensor de dados de ar acústico 26 para gerar saídas de parâmetros de dados de ar com base em temperatura, como número de Mach, ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em temperatura. Cada um dos sensores de dados de ar a laser 36A e 36B transmite, via barramento de dados de comunicações da aeronave ou de outra forma, o conjunto determinado de parâmetros de dados de ar emitidos para os sistemas de consumo 16.
[0056] O sensor de dados de ar acústico 26 gera saídas de parâmetros de dados de ar, como velocidade do ar, número de Mach e um ângulo de ataque ou ângulo de deslizamento lateral (isto é, dependendo da orientação da instalação), com base nos sinais acústicos transmitidos e recebidos pelo sensor de dados de ar acústico 26 . O sensor de dados de ar acústico 26 gera saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão, como altitude, velocidade do ar calibrada ou outras saídas de parâmetros de dados de ar com base em pressão, com base em medições de pressão estática recebidas dos sensores de pressão estática 34A e 34B. O sensor de dados de ar acústico 26 transmite o conjunto determinado de saídas de parâmetros de dados de ar para os sistemas de consumo 16. Por conseguinte, o sensor de dado de ar a laser 36A, o sensor de dados de ar a laser 36B e o sensor de dados de ar acústico 26, pode, cada um, fornecer saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo, por exemplo, altitude da aeronave, ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral, velocidade do ar, número de Mach ou outro parâmetro de saídas de dados de ar para sistemas de consumo 16.
[0057] Por conseguinte, as técnicas desta divulgação permitem que vários conjuntos (por exemplo, redundantes) de saídas de parâmetros de dados de ar (por exemplo, altitude, ângulo de ataque, ângulo de deslizamento lateral, velocidade do ar, número de Mach ou outras saídas de parâmetros de dados de ar) sejam fornecidos aos sistemas de consumo 16 para uso no controle operacional de uma aeronave. Tais conjuntos múltiplos de saídas de parâmetros de dados de ar podem aumentar a confiabilidade e a disponibilidade das saídas de parâmetros de dados de ar para uso pelo consumo de sistemas 16 devido à redundância das saídas de parâmetros de dados de ar, bem como à diversidade de tecnologias pelas quais as saídas de parâmetros de dados de ar são detectadas. Além disso, a natureza discreta dos sensores de dados de ar aqui descritos (por exemplo, nivelados com a carcaça da aeronave) pode ajudar a reduzir o arrasto na aeronave e a suscetibilidade dos sensores aos modos de falha associados às condições de congelamento.
[0058] Qualquer um dos sensores e/ou sistemas descritos neste documento pode incluir um ou mais processadores e memória legível por computador codificada com instruções que, quando executadas por um ou mais processadores, fazem com que os sensores e/ou sistemas operem de acordo com as técnicas deste divulgação. Exemplos de um ou mais processadores podem incluir qualquer um ou mais de um microprocessador, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA) ou outro circuito lógico integrado ou discreto equivalente. A memória legível por computador de sensores e/ou sistemas pode ser configurada para armazenar informações nos sensores e/ou sistemas correspondentes durante a operação. A memória legível por computador pode ser descrita, em alguns exemplos, como meio de armazenamento legível por computador. Em alguns 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 é incorporado numa onda transportadora ou um sinal propagado. Em certos exemplos, um meio de armazenamento não transitório pode armazenar dados que podem, ao longo do tempo, mudar (por exemplo, em RAM ou cache). A memória legível por computador pode incluir memórias voláteis e não voláteis. Os exemplos de memórias voláteis podem incluir memórias de acesso aleatório (RAM), memórias de acesso aleatório dinâmicas (DRAM), memórias de acesso aleatório estáticas (SRAM) e outras formas de memórias voláteis. Exemplos de memórias não voláteis podem incluir discos rígidos magnéticos, discos ópticos, memórias flash ou formas de memórias programáveis eletricamente (EPROM) ou memórias apagáveis e programáveis eletricamente (EEPROM).
Discussão de Possíveis Modalidades
[0059] A seguir, há descrições não exclusivas de possíveis modalidades da presente invenção.
[0060] Um sistema inclui um primeiro sensor de dados de ar a laser e um sensor de dados de ar acústico. O primeiro sensor de dados de ar a laser é configurado para emitir a primeira luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior de uma aeronave e gerar as primeiras saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos retornos da primeira luz direcional emitida. O sensor de dados de ar acústico é configurado para emitir sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, detectar os sinais acústicos e gerar segundas saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos sinais acústicos detectados.
[0061] O sistema do parágrafo anterior pode incluir opcional, adicional e/ou alternativamente quaisquer um ou mais dentre as características, configurações e/ou componentes adicionais:
[0062] Uma superfície externa de cada um dos primeiros sensores de dados de ar a laser e o sensor de dados de ar acústico pode ser disposta nivelada com o exterior da aeronave.
[0063] O primeiro sensor de dados de ar a laser pode ser um sensor de dados de ar a laser de base molecular configurado para receber os retornos da primeira luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e determinar, com base nos retornos da primeira luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar dentro do fluxo de ar, primeira pressão estática do fluxo de ar, primeira temperatura estática do fluxo de ar, primeira velocidade real do fluxo de ar e um primeiro ângulo de vento relativo do primeiro sensor de dados de ar a laser em relação ao fluxo de ar.
[0064] O sensor de dados de ar acústico pode ser acoplado eletricamente para receber a primeira pressão estática do fluxo de ar do primeiro sensor de dados de ar a laser. O sensor de dados de ar acústico pode ser configurado para determinar uma altitude da aeronave com base na primeira pressão estática do fluxo de ar recebido do primeiro sensor de dados de ar a laser e gerar as segundas saídas de parâmetro de dados de ar, incluindo a altitude determinada.
[0065] O sensor de dados de ar acústico pode incluir um sensor de pressão estática configurado para detectar a segunda pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave. O sensor de dados de ar acústico pode ser configurado para determinar a altitude da aeronave com base na primeira pressão estática do fluxo de ar recebido do primeiro sensor de dados de ar a laser e na segunda pressão estática do fluxo de ar detectada pelo sensor de pressão estática.
[0066] O sistema pode ainda incluir um primeiro sensor de pressão estática configurado para detectar a primeira pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e um segundo sensor de pressão estática configurado para detectar a segunda pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave. O sensor de dados de ar acústico pode ser acoplado eletricamente para receber a primeira pressão estática do primeiro sensor de pressão estática e para receber a segunda pressão estática do segundo sensor de pressão estática. O sensor de dados de ar acústico pode ser configurado para determinar a altitude da aeronave com base na primeira pressão estática e na segunda pressão estática.
[0067] O primeiro sensor de pressão estática pode ser disposto no primeiro lado da aeronave. O segundo sensor de pressão estática pode ser disposto em um segundo lado da aeronave, em frente ao primeiro lado da aeronave.
[0068] O sistema pode ainda incluir um segundo sensor de dados de ar a laser configurado para emitir a segunda luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e gerar saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos retornos da segunda luz direcional emitida.
[0069] O segundo sensor de dados de ar a laser pode ser um sensor de dados de ar a laser de base molecular configurado para receber os retornos da segunda luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e determinar, com base nos retornos da segunda luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar no fluxo de ar em torno do exterior da aeronave, segunda pressão estática do fluxo de ar, segunda temperatura estática do fluxo de ar, segunda velocidade real do fluxo de ar e um segundo ângulo de vento relativo do segundo sensor de dados de ar a laser em relação ao fluxo de ar.
[0070] O sistema pode ainda incluir um primeiro sensor de pressão estática configurado para detectar uma primeira pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, um segundo sensor de pressão estática configurado para detectar uma segunda pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, um terceiro sensor de pressão estática configurado para detectar uma terceira pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, um quarto sensor de pressão estática configurado para detectar uma quarta pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, um quinto sensor de pressão estática configurado para detectar uma quinta pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e um sexto sensor de pressão estática configurado para detectar uma sexta pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave.
[0071] O primeiro sensor de dados de ar a laser pode ser conectado eletricamente para receber a primeira pressão estática do primeiro sensor de pressão estática e a segunda pressão estática do segundo sensor de pressão estática. O primeiro sensor de dados de ar a laser pode ser configurado para determinar um primeiro parâmetro de altitude das primeiras saídas de parâmetros de dados de ar com base na primeira pressão estática e na segunda pressão estática. O segundo sensor de dados de ar a laser pode ser conectado eletricamente para receber a terceira pressão estática do terceiro sensor de pressão estática e a quarta pressão estática do quarto sensor de pressão estática. O segundo sensor de dados de ar a laser pode ser configurado para determinar um segundo parâmetro de altitude das saídas do segundo parâmetro de dados de ar com base na terceira pressão estática e na quarta pressão estática. O sensor de dados de ar acústico pode ser conectado eletricamente para receber a quinta pressão estática do quinto sensor de pressão estática e a sexta pressão estática do sexto sensor de pressão estática. O sensor de dados de ar acústico pode ser configurado para determinar um terceiro parâmetro de altitude das saídas do terceiro parâmetro de dados de ar com base na quinta pressão estática e na sexta pressão estática.
[0072] O primeiro sensor de pressão estática, o terceiro sensor de pressão estática e o quinto sensor de pressão estática podem ser dispostos no primeiro lado da aeronave. O segundo sensor de pressão estática, o quarto sensor de pressão estática e o sexto sensor de pressão estática podem ser dispostos em um segundo lado da aeronave oposto ao primeiro lado da aeronave.
[0073] O sexto sensor de pressão estática pode ser incluído no sensor de dados de ar acústico.
[0074] Cada uma das primeiras saídas de parâmetro de dados de ar e as segundas saídas de parâmetro de dados de ar podem incluir um mesmo conjunto de parâmetros de dados de ar.
[0075] Cada uma das primeiras saídas de parâmetros de dados de ar e as segundas saídas de parâmetros de dados de ar podem ser fornecidas aos sistemas de consumo da aeronave.
[0076] O sensor de dados de ar acústico pode incluir um transmissor acústico configurado para emitir os sinais acústicos e uma pluralidade de receptores acústicos configurados para detectar os sinais acústicos emitidos pelo transmissor acústico. O sensor de dados de ar acústico pode ser configurado para gerar as segundas saídas de parâmetro de dados de ar para a aeronave com base em um tempo de voo dos sinais acústicos do transmissor acústico para a pluralidade de receptores acústicos.
[0077] A pluralidade de receptores acústicos pode incluir um primeiro receptor acústico, um segundo receptor acústico, um terceiro receptor acústico e um quarto receptor acústico. Um eixo que se estende através do primeiro receptor acústico e o segundo receptor acústico pode ser ortogonal a um eixo que se estende através do terceiro receptor acústico e do quarto receptor acústico.
[0078] Um método inclui emitir, por um primeiro sensor de dados de ar a laser disposto em uma aeronave, a primeira luz direcional no fluxo de ar em torno de um exterior da aeronave, receber, pelo primeiro sensor de dados de ar a laser, retornos da primeira luz direcional emitida e gerar, pelo primeiro sensor de dados de ar a laser, o primeiro parâmetro de dados de ar emitido para a aeronave com base nos retornos da primeira luz direcional emitida. O método inclui ainda emitir, por um transmissor acústico de um sensor de dados de ar acústico disposto na aeronave, sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, detectar, por uma pluralidade de receptores acústicos do sensor de dados de ar acústico, os sinais acústicos transmitidos pelo transmissor acústico e gerar, pelo sensor de dados de ar acústico, as saídas do segundo parâmetro de dados de ar para a aeronave com base em um tempo de voo dos sinais acústicos do transmissor acústico para a pluralidade de receptores acústicos.
[0079] O método do parágrafo anterior pode, opcionalmente, incluir, adicionalmente e/ou alternativamente, qualquer uma ou mais das seguintes características, configurações, operações e/ou componentes adicionais:
[0080] O método pode ainda incluir: emitir, por um segundo sensor de dados de ar a laser disposto na aeronave, uma segunda luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; receber, pelo segundo sensor de dados de ar a laser, retornos da segunda luz direcional emitida; e gerar, pelo segundo sensor de dados de ar a laser, o terceiro parâmetro de dados de ar emitido para a aeronave com base nos retornos da segunda luz direcional emitida.
[0081] O método pode ainda incluir: detectar, por uma pluralidade de sensores de pressão estática dispostos na aeronave, a pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; receber, por cada um dos primeiros sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de ar acústicos, informações de medição de pressão estática de dois ou mais dentre a pluralidade de sensores de pressão estática; e determinar, por cada um dos primeiros sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de ar acústicos, informações de altitude com base nas informações de medição de pressão estática recebidas. A geração das primeiras saídas de parâmetros de dados de ar pelo primeiro sensor de dados de ar a laser pode incluir gerar as primeiras saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo as informações de altitude determinadas pelo primeiro sensor de dados de ar a laser. A geração das segundas saídas de parâmetro de dados de ar pelo sensor de dados de ar acústico pode incluir gerar as segundas saídas de parâmetro de dados de ar, incluindo as informações de altitude determinadas pelo sensor de dados acústicos do ar.
[0082] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade exemplificativa (ou modalidades exemplificativas), será compreendido pelos versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem se afastar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material específico aos ensinamentos da invenção sem se desviar do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não esteja limitada à modalidade particular (ou modalidades particulares) divulgada, mas que a invenção inclua todas as modalidades abrangidas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims (20)

  1. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende:
    um primeiro sensor de dados de ar a laser configurado para emitir a primeira luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior de uma aeronave e gerar as primeiras saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos retornos da primeira luz direcional emitida; e
    um sensor de dados de ar acústico configurado para: emitir sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    detectar os sinais acústicos; e
    gerar segundas saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos sinais acústicos detectados.
  2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que
    uma superfície externa de cada um dos primeiros sensores de dados de ar a laser e o sensor de dados de ar acústico é disposta nivelada com o exterior da aeronave.
  3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que
    o primeiro sensor de dados de ar a laser é um sensor de dados de ar a laser de base molecular configurado para:
    receber os retornos da primeira luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; e
    determinar, com base nos retornos da primeira luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar dentro do fluxo de ar, primeira pressão estática do fluxo de ar, primeira temperatura estática do ar do fluxo de ar, primeira velocidade real do fluxo de ar e um primeiro ângulo relativo do vento do primeiro sensor de dados de ar a laser em relação ao fluxo de ar.
  4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que
    o sensor de dados de ar acústico é acoplado eletricamente para receber a primeira pressão estática do fluxo de ar do primeiro sensor de dados de ar a laser; e
    o sensor de dados de ar acústico está configurado para:
    determinar uma altitude da aeronave com base na primeira pressão estática do fluxo de ar recebido do primeiro sensor de dados de ar a laser; e
    gerar as segundas saídas de parâmetro de dados de ar, incluindo a altitude determinada
  5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que
    o sensor de dados de ar acústico inclui um sensor de pressão estática configurado para detectar a segunda pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; e
    o sensor de dados de ar acústico é configurado para determinar a altitude da aeronave com base na primeira pressão estática do fluxo de ar recebido do primeiro sensor de dados de ar a laser e na segunda pressão estática do fluxo de ar detectada pelo sensor de pressão estática.
  6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    um primeiro sensor de pressão estática configurado para detectar a primeira pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; e
    um segundo sensor de pressão estática configurado para detectar a segunda pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    em que o sensor de dados de ar acústico é acoplado eletricamente para receber a primeira pressão estática do primeiro sensor de pressão estática e para receber a segunda pressão estática do segundo sensor de pressão estática; e
    em que o sensor de dados de ar acústico é configurado para determinar a altitude da aeronave com base na primeira pressão estática e na segunda pressão estática.
  7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que:
    o primeiro sensor de pressão estática está disposto no primeiro lado da aeronave; e
    o segundo sensor de pressão estática é disposto em um segundo lado da aeronave, em frente ao primeiro lado da aeronave.
  8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    um segundo sensor de dados de ar a laser configurado para emitir a segunda luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave e gerar saídas de parâmetros de dados de ar para a aeronave com base nos retornos da segunda luz direcional emitida.
  9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que
    o primeiro sensor de dados de ar a laser é um sensor de dados de ar a laser de base molecular configurado para:
    receber os retornos da segunda luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; e
    determinar, com base nos retornos da segunda luz direcional emitida dispersa pelas moléculas de ar dentro do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave, segunda pressão estática do fluxo de ar, segunda temperatura estática do ar do fluxo de ar, segunda velocidade real do fluxo de ar e um segundo ângulo relativo do vento do segundo sensor de dados de ar a laser em relação ao fluxo de ar.
  10. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende:
    um primeiro sensor de pressão estática configurado para detectar uma primeira pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    um segundo sensor de pressão estática configurado para detectar uma segunda pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    um terceiro sensor de pressão estática configurado para detectar a terceira pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    um quarto sensor de pressão estática configurado para detectar uma quarta pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    um quinto sensor de pressão estática configurado para detectar uma quinta pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave; e
    um sexto sensor de pressão estática configurado para detectar uma sexta pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave.
  11. Sistema de acordo com a reivindicação 10,
    caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor de dados de ar a laser é conectado eletricamente para receber a primeira pressão estática do primeiro sensor de pressão estática e a segunda pressão estática do segundo sensor de pressão estática;
    em que o primeiro sensor de dados de ar a laser é configurado para determinar um primeiro parâmetro de altitude das primeiras saídas de parâmetros de dados de ar com base na primeira pressão estática e na segunda pressão estática;
    em que o segundo sensor de dados de ar a laser é conectado eletricamente para receber a terceira pressão estática do terceiro sensor de pressão estática e a quarta pressão estática do quarto sensor de pressão estática;
    em que o segundo sensor de dados de ar a laser é configurado para determinar um segundo parâmetro de altitude das saídas do segundo parâmetro de dados de ar com base na terceira pressão estática e na quarta pressão estática;
    em que o sensor de dados de ar acústico é conectado eletricamente para receber a quinta pressão estática do quinto sensor de pressão estática e a sexta pressão estática do sexto sensor de pressão estática; e
    em que o sensor de dados de ar acústico é configurado para determinar um terceiro parâmetro de altitude das saídas do terceiro parâmetro de dados de ar com base na quinta pressão estática e na sexta pressão estática.
  12. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:
    o primeiro sensor de pressão estática, o terceiro sensor de pressão estática e o quinto sensor de pressão estática são dispostos no primeiro lado da aeronave; e
    o segundo sensor de pressão estática, o quarto sensor de pressão estática e o sexto sensor de pressão estática são dispostos em um segundo lado da aeronave oposto ao primeiro lado da aeronave.
  13. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:
    o sexto sensor de pressão estática é incluído no sensor de dados de ar acústico.
  14. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que
    cada uma das primeiras saídas de parâmetro de dados de ar e as segundas saídas de parâmetro de dados de ar compreende um mesmo conjunto de parâmetros de dados de ar.
  15. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que
    cada uma das primeiras saídas de parâmetros de dados de ar e as segundas saídas de parâmetros de dados de ar são fornecidas aos sistemas de consumo da aeronave.
  16. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que
    o sensor de dados de ar acústico compreende:
    um transmissor acústico configurado para emitir os sinais acústicos; e
    uma pluralidade de receptores acústicos configurados para detectar os sinais acústicos emitidos pelo transmissor acústico; e
    em que o sensor de dados de ar acústico é configurado para gerar as segundas saídas de parâmetro de dados de ar para a aeronave com base em um tempo de voo dos sinais acústicos do transmissor acústico para a pluralidade de receptores acústicos.
  17. Sistema de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que
    a pluralidade de receptores acústicos compreende:
    um primeiro receptor acústico;
    um segundo receptor acústico;
    um terceiro receptor acústico; e
    um quarto receptor acústico; e
    em que um eixo que se estende através do primeiro receptor acústico e o segundo receptor acústico é ortogonal a um eixo que se estende através do terceiro receptor acústico e do quarto receptor acústico.
  18. Método, caracterizado pelo fato de que compreende:
    emitir, por um primeiro sensor de dados de ar a laser disposto em uma aeronave, a primeira luz direcional no fluxo de ar em torno de um exterior da aeronave;
    receber, pelo primeiro sensor de dados de ar a laser, retornos da primeira luz direcional emitida;
    gerar, pelo primeiro sensor de dados de ar a laser, o primeiro parâmetro de dados de ar emitido para a aeronave com base nos retornos da primeira luz direcional emitida;
    emitir, por um transmissor acústico de um sensor de dados de ar acústico disposto na aeronave, sinais acústicos no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    detectar, por uma pluralidade de receptores acústicos do sensor de dados de ar acústico, os sinais acústicos transmitidos pelo transmissor acústico; e
    gerar, pelo sensor de dados de ar acústico, as segundas saídas de parâmetro de dados de ar para a aeronave com base em um tempo de voo dos sinais acústicos do transmissor acústico para a pluralidade de receptores acústicos.
  19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
    emitir, por um segundo sensor de dados de ar a laser disposto na aeronave, uma segunda luz direcional no fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    receber, pelo segundo sensor de dados de ar a laser, retornos da segunda luz direcional emitida; e
    gerar, pelo segundo sensor de dados de ar a laser, o terceiro parâmetro de dados de ar emitido para a aeronave com base nos retornos da segunda luz direcional emitida.
  20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:
    detectar, por uma pluralidade de sensores de pressão estática dispostos na aeronave, pressão estática do fluxo de ar sobre o exterior da aeronave;
    receber, por cada um dos primeiros sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de ar acústico, informações de medição de pressão estática de dois ou mais dentre a pluralidade de sensores de pressão estática;
    e determinar, por cada um dos primeiros sensores de dados de ar a laser e sensores de dados de ar acústicos, informações de altitude com base nas informações de medição de pressão estática recebidas;
    em que a geração das primeiras saídas de parâmetros de dados de ar pelo primeiro sensor de dados de ar a laser compreende gerar as primeiras saídas de parâmetros de dados de ar, incluindo as informações de altitude determinadas pelo primeiro sensor de dados de ar a laser; e
    em que a geração das segundas saídas de parâmetro de dados de ar pelo sensor de dados de ar acústico compreende gerar as segundas saídas de parâmetro de dados de ar, incluindo as informações de altitude determinadas pelo sensor de dados acústicos do ar.
BR102019026616-3A 2019-05-15 2019-12-13 sistema e método de dados de ar. BR102019026616A2 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/413,077 US11169173B2 (en) 2019-05-15 2019-05-15 Air data system architectures including laser air data and acoustic air data sensors
US16/413077 2019-05-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR102019026616A2 true BR102019026616A2 (pt) 2020-11-17

Family

ID=68847991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102019026616-3A BR102019026616A2 (pt) 2019-05-15 2019-12-13 sistema e método de dados de ar.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11169173B2 (pt)
EP (1) EP3739343A1 (pt)
BR (1) BR102019026616A2 (pt)
CA (1) CA3063271A1 (pt)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11486891B2 (en) * 2019-07-26 2022-11-01 Rosemount Aerospace Inc. Air data systems
US11467177B2 (en) 2020-03-20 2022-10-11 Rosemount Aerospace Inc. Acoustic air data system with radially paired receivers
US11754484B2 (en) * 2020-09-22 2023-09-12 Honeywell International Inc. Optical air data system fusion with remote atmospheric sensing
US20220355948A1 (en) * 2021-05-04 2022-11-10 The Boeing Company Computation of aircraft airspeed by inclusion of static air temperature
CN113447999B (zh) * 2021-07-08 2022-05-13 天津大学 一种基于激光数据的大气参数测量方法及设备
US11926425B2 (en) * 2021-11-30 2024-03-12 Goodrich Corporation Adjustable ice protection system parting strip

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2913580B2 (ja) 1996-03-18 1999-06-28 株式会社コミュータヘリコプタ先進技術研究所 スキッド式航空機の接地検出装置
NZ531326A (en) * 2001-08-23 2005-07-29 Tele Ip Ltd Measurement of air characteristics in the lower atmosphere
US7564539B2 (en) 2002-08-02 2009-07-21 Ophir Corporation Optical air data systems and methods
US7155969B2 (en) 2003-12-10 2007-01-02 Rosemount Aerospace Inc. System for and method of acoustic and through skin air data measurement
DE102005034729B3 (de) * 2005-07-21 2007-02-08 Eads Deutschland Gmbh Verfahren und Lidar-System zur Messung von Luftturbulenzen an Bord von Luftfahrzeugen sowie für Flughäfen und Windfarmen
US20100152933A1 (en) 2008-12-11 2010-06-17 Honeywell International Inc. Apparatus and method for unmanned aerial vehicle ground proximity detection, landing and descent
JP5376459B2 (ja) 2010-03-09 2013-12-25 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 光学式エアデータセンサ
US9026278B2 (en) * 2011-12-23 2015-05-05 Optical Air Data Systems, Llc LDV system for measuring wind at high altitude
US9121860B1 (en) 2013-02-28 2015-09-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Acoustic airspeed measurement system and method
FR3020799B1 (fr) 2014-05-12 2016-06-03 Airbus Helicopters Giravion equipe d'un anemometre place au sommet d'une derive arriere du giravion
US10444367B2 (en) 2016-02-26 2019-10-15 Honeywell International Inc. Enhanced LiDAR air data using supplementary sensor outputs
US10017271B2 (en) * 2016-03-18 2018-07-10 Sunlight Photonics Inc. Methods of three dimensional (3D) airflow sensing and analysis
US20170276790A1 (en) * 2016-03-22 2017-09-28 Honeywell International Inc. Hybrid air data systems using lidar and legacy air data sensors
BR112019000108B1 (pt) * 2016-07-06 2023-02-23 Ophir Corporation Sistema de dados de ar ópticos para um veículo aéreo e método para determinar parâmetros de dados de ar para um veículo aéreo
US10101443B1 (en) * 2016-12-02 2018-10-16 Amazon Technologies, Inc. Airframe-embedded ultrasonic transducers
US20180172720A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Rosemount Aerospace Inc. Air data system architecure including pneumatic and laser-based sensor measurements

Also Published As

Publication number Publication date
US20200363445A1 (en) 2020-11-19
CA3063271A1 (en) 2020-11-15
EP3739343A1 (en) 2020-11-18
US11169173B2 (en) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR102019026616A2 (pt) sistema e método de dados de ar.
BR102019026203A2 (pt) Sistema e método de detecção de dados de ar acústico
US4718273A (en) Combination alpha, static and total pressure probe
BR102016027166A2 (pt) System and method of detection.
EP3633388B1 (en) Aircraft freestream data systems
US8718971B2 (en) System for determining the airspeed of an aircraft
BR112019000108B1 (pt) Sistema de dados de ar ópticos para um veículo aéreo e método para determinar parâmetros de dados de ar para um veículo aéreo
BR102017005872A2 (pt) Sistema de dados do ar
BR102019009174A2 (pt) sistema de dados aéreos para uma aeronave, e, sistema e método para uma aeronave
BR102019013565A2 (pt) sistema e método para uma aeronave
BR102017024205A2 (pt) sistema e método para gerar parâmetros de saída de dados de ar
BR102019009048A2 (pt) sistema e método para uma aeronave
US20190217966A1 (en) Aircraft air data generation using laser sensor data and inertial sensor data
BR102019009214A2 (pt) sistema e método de dados de ar
JP2005522700A (ja) 風角度計測用センサ
BR102019026623A2 (pt) Sistema e método de captação de dados de ar acústico
BR102019023321A2 (pt) Sensor de dados de ar acústico e sistema de dados de ar para uma aeronave
EP3882639A1 (en) Acoustic air data system with radially paired receivers
BR102019009739B1 (pt) Método para aumentar um sistema de dados de ar existente de uma aeronave, e, sistema de dados de ar

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]