CN105383701B

CN105383701B - 检测飞机上的飞行中结冰情况

Info

Publication number: CN105383701B
Application number: CN201510544287.9A
Authority: CN
Inventors: 查尔斯·S·迈斯; 埃里克·M·朗霍费尔; 布赖恩·D·韦尔什
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: CN105383701A; US9242735B1; EP2990336B1; EP2990336A1

Abstract

本发明涉及检测飞机上的飞行中结冰情况。提供一种包括在飞机的飞行期间实时执行的多个操作的方法。即，所述方法可包括监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，其中，电信号的幅度可以与冰集结的量相关。方法可包括根据电信号的变化量计算液态水含量(LWC)值，并且根据LWC值迭代地计算总水暴露量(TWE)值。TWE值可以表示从初始事件的时间开始的飞机的总水暴露量，并且可以通过多个迭代而计算作为累加值。并且所述方法可包括在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

Description

检测飞机上的飞行中结冰情况

技术领域

本公开内容主要涉及检测结冰情况并且，具体地，涉及检测飞机上的飞行中结冰情况。

背景技术

在航空中，当大气条件导致在飞机的表面上或者引擎内形成冰时，可能发生飞机上的结冰，这常常是不希望的并且对于操作飞机是潜在不安全的。FAA规范定义大气层，其中，对于飞机设计和鉴定，必须考虑结冰情况。已知即使飞机机翼的前缘上的少量的积冰可能对升阻特性(lift and drag characteristic)具有显著的影响，飞机结冰的实时检测是确保安全飞行所需的重要的飞行甲板输入(flight deck input)。

许多飞机包括处理这些结冰情况的系统，包括实时冰检测系统。这些系统在飞机之间是不同的，但是许多商用运输类型飞机利用能够检测飞机结冰情况并且在适当的情形下向机组人员发出警告的冰检测传感器。现有的冰检测传感器使用各种技术，但是大部分飞机目前使用包括被设计为收集探针表面上的过冷水滴的振动探针的积冰传感器(iceaccretion sensor)。这些传感器探针在以下方面具有局限性：慢的反应时间以及检测所有液滴尺寸和温度/具有一定结冰外层的液态水含量条件的有限能力。这些局限性可能不仅影响冰检测系统有效操作以处理结冰情况的能力，而且还可以导致低于最佳的燃料消耗。

因此，期望具有考虑到至少一些以上讨论的问题以及可能的其他问题的系统和方法。

发明内容

本公开内容的示例实施方式主要涉及用于检测飞机上的飞行中结冰情况的改进的装置、方法和计算机可读存储介质。示例实施方式可以部分基于飞机遇到的冰的速率来检测结冰情况，并且可以通过监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号来这样做，与等待传感器被配置为输出的表示冰集结的特定的量的离散信号相反。在一些情况下，系统、方法和计算机可读存储介质可以使用可变阈值用于响应于已经检测到结冰情况来执行警告或者补救措施。这可以允许不同的阈值用于不同的措施，并且还可以在允许飞机或者飞行阶段中的可变性。措施可包括不同的防冰系统的激活，并且通过它们响应于不同的阈值的激活，示例实施方式可以减少飞机的燃料消耗。

根据示例实施方式的一个方面，方法包括在飞机的飞行期间实时执行的多个操作。即，方法可包括监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，其中，电信号的幅度可以与传感器上的冰集结的量相关。方法可包括根据电信号的改变率计算液态水含量(LWC)，并且根据LWC值迭代地计算总水暴露量(total water exposure)(TWE)值。TWE值可以表示从初始事件的时间开始飞机的总水暴露量，并且可以通过多个迭代而计算作为累加值。并且方法可包括在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

在一些示例中，连续的电信号与传感器被配置为输出的以表示传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

在一些示例中，传感器可以是积冰传感器，积冰传感器包括就由积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩探针。在这些示例中，监测连续的电信号可包括监测通过积冰传感器输出的连续的电压信号。

在一些示例中，方法可以进一步包括监测至少包括飞机的真实空速的一个或多个飞机飞行参数。在这些示例中，计算TWE值可包括进一步根据一个或多个飞机飞行参数计算TWE值。

在一些示例中，执行补救或者警告措施包括使飞机上的防冰系统的激活。该防冰系统可包括，例如，机翼抗结冰系统、引擎入口抗结冰系统、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。并且在一些另外的示例中，执行补救或者警告措施可包括在TWE值达到第一TWE阈值的情况下使第一防冰系统激活，并且在TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下使不同的第二防冰系统激活。

在示例实施方式的其他方面，装置和计算机可读存储介质被提供为用于检测飞机上的飞行中结冰情况。本文中讨论的特征、功能和优点可在各种示例实施方式中独立地实现或者结合在其它示例实施方式中，其更多细节将参考以下描述和附图来了解。

附图说明

因此已经大概描述了本公开的示例性实施方式，现在将参考附图，附图不必按比例绘制，并且其中：

图1是根据本公开内容的示例实施方式的配备有结冰检测系统的飞机的示意图；

图2示出根据示例实施方式的比较两个不同的空速的过冷液态水含量(如在云中测量的)，与结冰检测系统测量TWE的给定的阈值可能需要的报警(annunciation)的时间的典型的曲线图；

图3示出包括根据一个示例实施方式的方法中的各种操作的流程图；

图4示出根据一个示例实施方式的用于图3的方法的相应的第一、第二和第三方面的第一、第二和第三时序图；以及

图5示出根据一些示例可以被配置为至少部分实现处理器单元的装置。

具体实施方式

在下文中，现在将参考示出本公开内容的一些而不是全部实施方式的附图来更充分地描述本公开内容的一些实施方式。实际上，本公开内容的各种实施方式可体现为不同的形式，并且不应被解释为局限于本文所阐述的实施方式；而是，提供这些示例实施方式从而使本公开内容变得详尽和完整，并且将本公开内容的范围充分地传达给本领域技术人员。另外，某物可以被示出或描述为不应视为暗示特定顺序的第一、第二、第三等，除非另有说明。此外，尽管本文可以参考多个测量、阈值等诸如时间、距离、速度、百分比等(根据它们示例性实施方式可以操作)；除非另有说明，任何或者所有的测量/阈值可以是可配置的。贯穿全文相同的参考标号指代相同元件。

图1示出根据本公开内容的示例实施方式的配备有结冰检测系统102的飞机100。如所示，飞机是商业的双引擎飞机。然而，应当理解的是，包括固定翼飞机和旋翼飞机，商业和军用飞机等的其他类型的飞机可以同样配备有示例实施方式的系统。

飞机100包括机身104，一对机翼106附接地延伸至机身104；并且飞机包括附接至机翼的一对引擎108。机身具有在飞机的前向部分处的机头部分110，和在飞机的尾部的机尾部分112。垂直稳定装置(vertical stabilizer)114和一对水平稳定装置(horizontalstabilizer)116附接至机身的机尾部分。

结冰检测系统102包括诸如在飞机120的表面上的位置并且耦接至处理器单元122的传感器118的多个组件的每个的一个或多个。如所示，传感器包括在机身的相对侧上的一对传感器。应当理解的是，传感器可以在飞机上的其他位置处，并且可包括单个传感器或者多于一对的传感器。除了传感器118，还描述了温度传感器124。

传感器118可以是被配置为在飞机100的飞行期间实时检测或测量水或者冰的存在的多种不同类型的传感器的任一种。在一些示例中，传感器可以被配置为测量云中的过冷液态水的存在并输出适当的连续的电信号(例如，模拟信号)响应。合适的传感器的示例包括积冰传感器诸如磁致伸缩探针积冰传感器、压电、嵌平式安装积冰传感器(flush-mounted ice accretion sensor)或者光学积冰传感器，热线风速计等。传感器可以是商用现货(commercial-off-the-shelf，COTS)传感器、定制传感器、或者定制为根据本公开内容的示例实施方式操作的COTS传感器。

如为了说明更详细地描述的，一些示例中的传感器118可以是包括磁致伸缩探针的COTS积冰传感器，磁致伸缩探针的振动频率就通过积冰传感器输出的连续的电压信号(例如，在0VDC至5VDC的范围内)而言是可测量的。除了或者代替可以通过传感器输出以表示传感器上集结的冰的特定量的任何明显的、离散的或者数字信号，该传感器可以被定制为向处理器单元122输出连续的电压信号。该传感器还可以包括内部加热电路，该内部加热电路被配置为在探针的振动频率在频率阈值或者超过频率阈值的情况下对探针及其他传感元件除冰。

根据示例实施方式，处理器单元122可以被配置为在飞机100的飞行期间实时(实时在本文中通常包括接近实时)地检测飞机100的结冰情况并且响应于此执行一个或多个措施。即，处理器单元可以监控来自传感器118的连续输出电信号(例如，输出电压)，并且根据电信号的变化率计算飞机100飞行通过的过冷液态水含量(LWC)的值。在一些示例中，通过电信号的幅度与LWC之间的已知的关系进行该计算，计算可以多个方式，诸如通过算法、或者在数据库、查找表等反映出来。

在一些示例中，LWC计算可以进一步根据一个或多个飞机飞行参数。在这方面，除了来自传感器118的输出电信号，处理器单元122可以被配置为监控各种飞机飞行参数，诸如飞机停航待修条件(aircraft-on-ground condition)、马赫数(Mach number)、真实空速、总空气温度、周围温度、飞机飞行表面温度等。在一些示例中，处理器单元可以监测用于这些飞机飞行参数的一个或多个的飞机数据总线。在另一示例中，总空气温度可以从温度传感器124获得。

处理器单元122可以根据LWC值(简称LWC)或可能的另外的飞行参数中的一个或多个计算总水暴露量(total water exposure，TWE)值(或者简称TWE)。该TWE可以表示飞机100从初始事件的时间，诸如飞机飞入当前结冰云环境的时间开始的总水暴露量。并且处理器单元可以利用该TWE通过与一个或多个TWE阈值进行比较来做出各种逻辑决定，处理器单元可以在TWE阈值或者超过TWE阈值时执行一个或多个措施，如以下更详细描述的。

图2示出比较两个不同的空速的过冷LWC(如在云中测量的)，与结冰检测系统102测量的给定TWE的阈值可能需要的报警的时间的典型的曲线图。随着飞机100的速度增加，或者随着云中的LWC的强度增加，检测给定的TWE阈值的时间减少。换言之，积冰的速率越快，结冰检测系统可以越快达到特定阈值并且执行适当的警告或者补救措施。因为该方法的灵活性，处理器单元122可以被配置为解释另外的飞机飞行参数(例如，飞机停航待修条件、马赫数、真实空速、总空气温度、周围温度、飞机飞行表面温度)，因为这些参数可能影响冰附着在传感器118上，并且因此附着在飞机本身上的速率。

返回至图1，处理器单元122可以被配置为响应于TWE为或者大于一个或多个TWE阈值的每个而执行一个或多个警告或者补救措施。如下所述，例如，处理器单元可以产生警告，产生日志条目，发送报告，激活一个或多个防冰系统，和/或执行另一个适当的措施。

处理器单元122可能在飞机100的飞行甲板界面126上产生警告。飞行甲板界面是位于飞机的飞行甲板中的显示系统，并且包括在其上可以向操作员显示信息的多个显示器。这些显示器在示例性示例中是硬件设备，并且可包括，例如，主飞行显示器，导航显示器及其他合适类型的显示器。

另外地或者可选地，处理器单元122可以在飞机100的飞行管理系统128中产生日志条目或者向飞机100的飞行管理系统128发送报告，和/或向远程地区发送报告。飞行管理系统是飞机中的包括多个计算机的计算机系统。当多于一个计算机存在于计算机系统时，那些计算机可以使用诸如局域网的通信介质相互通信。

另外地或者可选地，处理器单元122可以使飞机100上的一个或多个防冰系统(iceprotection system)(例如，抗结冰系统、除冰系统)激活。这些系统可以被部署在整个飞机上并且采用各种不同类型的机制来去除或者防止冰在其表面120上形成。如所示，例如，这些系统可包括机翼抗结冰系统130和引擎入口抗结冰系统132。合适的防冰系统的其他示例包括机翼除冰系统、尾翼除冰系统等。

在一些示例中，处理器单元122可以响应于TWE为或者大于TWE阈值执行措施，然后响应于TWE减小至低于TWE阈值执行相关的、相反的措施。这可以是例如，在TWE激活然后随后停用防冰系统的情况下的情形。

在一些示例中，处理器单元122可以响应于TWE为或者大于不同的TWE阈值而执行不同的措施。即，处理器单元可以响应于TWE为或者大于第一TWE阈值执行第一措施，并且响应于TWE为或者大于第二TWE阈值执行第二措施(并且或许执行用于第三TWE阈值的第三措施等)。如以下更详细地描述，这可以允许处理器单元响应于TWE达到不同的TWE阈值使不同的防冰系统激活。还可以允许处理器单元通过例如，可以根据飞机或者速率和温度状况可能不同的飞行阶段设置TWE阈值来解释(account for)飞机100或者飞行的其他特性。

图3示出了包括根据本公开内容的一个示例实施方式的方法300中的各种操作的流程图。方法在传感器118是诸如上述的磁致伸缩探针积冰传感器的上下文下示出并描述，但是应当理解的是，所述方法同样可以可应用于多个其他不同类型的传感器的上下文中。如所示，方法可包括第一方面302、第二方面304和第三方面306，每个方面可包括在飞机100的飞行期间实时连续地执行的一个或多个操作。

方法300的第一方面302可包括诸如通过传感器的内部电路监测传感器的探针的振动频率，如在框308中所示。频率的减小可以表示冰在探针上集结。在这方面，传感器在飞机的飞行期间可以具有标定的或者正常的振动频率，并且随着冰在探针上的集结，频率可以减小至正常频率以下，如在框310中所示。然后，这可以导致方法的第二方面304。

同样在第一方面302和第二方面304中，方法可包括处理器单元122监测来自传感器118的连续输出电信号(例如，输出电压)，如也在框308中示出。然后当频率减小至正常频率以下时(框310)，处理器单元可以迭代地计算飞机100飞行通过的过冷LWC，并且可以基于输出电信号计算LWC，如在框312中所示。

在一些示例中，处理器单元122可以将LWC计算为传感器探针的输出电压变化率(其是频移的表示)除以飞机速度(真实空速)和传感器探针的收集效率的乘积。LWC可以克/立方米计算，并且在其计算中可包括一个或多个单位换算。符号书写地，一些示例中的在迭代i的LWC可以计算如下：

LWC_i＝(K₁×ISdt)/(TAS×Coeff)

在上述中，K₁表示探针校准常数，ISdt(例如，伏特/秒)表示来自传感器118的输出电信号的导数或者变化率，TAS(例如，结点)表示飞机的真实空速，以及Coeff表示探针的收集效率。

同样在方法300的第二方面304中，传感器118的内部电路可以继续监测探针的振动频率直至其达到表示指示结冰情况的冰的一定厚度的频率阈值，如在框314中所示。例如，正常频率可以是50KHz，并且频率减少5％可以是表示例如，传感器探针上的0.1英寸的积冰的频率阈值。在这时，可以导通传感器的内部加热电路(“加热器”)以除去传感器探针上的冰，如在框316中所示。当加热器导通时，传感器的探针的频率可以改变(增加回到正常)，但是处理器单元122可以将LWC保持在其最新的值，因此可以继续正在进行的TWE计算(因为结冰情况是继续的，尽管传感器的探针被除冰)，如在框318所示。

一旦冰融化，对传感器的探针除冰可以使其振动频率返回至正常，并且可以断开加热器，如在框320、322中所示。此时，如果结冰情况持续，则频率可能再次开始减小。同样在此时，冰标记可被设置为提供结冰情况存在的内部指示，如在框324中所示。与到达表示结冰情况高于传感器的噪声层(noise floor)的特定LWC阈值的LWC结合，如在框326中所示，可以导致方法的第三方面306，在第三方面306期间，可以计算TWE并且可以基于计算的TWE执行一个或多个措施。例如，当计算的LWC在至少某一时段(例如，10秒)保持在基本上相同的值(例如，0.1克/米)时可以表示结冰情况的这种稳定性，并且在此时，可以认为结冰情况是稳定的。

设置冰标记不会影响TWE的实际值，但是可以大大影响(tie into)处理器单元122计算TWE的时间使得在结冰情况结束之后，一旦结冰随后再次遇到，标记会被重置或增加至新值。在此，可以通过TWE在给定的时间段基本上没有变化(如通过LWC的稳定减少表示的)反映结冰情况的结束。以这种方式，可以在各种不同的TWE级别激活不同的防冰系统。

在第三方面306中，方法300可包括处理器单元122基于计算的LWC的变化率或者积分迭代地计算TWE，如在框328中所示。在一些示例中，该计算可以作为累加值迭代地执行直至冰标记被重置或者增加。可以多种不同方式中的任一种计算TWE。例如，TWE可以计算为先前计算的TWE和当前实时LWC、飞机速度(真实空速)和迭代速率(例如，每秒LWC测量样品的数量)的乘积的总和。TWE可以千克/平方米计算，并且在其计算中可包括一个或多个单位换算。符号书写地，一些示例中的在迭代i的TWE可以计算如下：

TWE_i＝TWE_i–1+(TAS×LWC_i×K₂×iRate)

在上述中，TWE_i–1表示在先前的迭代i–1处计算的TWE，K₂表示单位换算，并且iRate表示用于TWE计算的迭代速率(例如，每秒样本)。并且再次，TAS(例如，结点)表示飞机100的真实空速，并且LWC_i表示在迭代i处的液态水含量。

同样在第三方面306中，方法300可包括处理器单元122监测计算的TWE直至其达到用于可能需要它们的防冰系统被激活的相应的一个或多个飞机系统的一个或多个TWE阈值，如在框330中所示。方法然后可以包括处理器单元将结冰信号输出至适当的防冰系统以激活它们，如在框332中所示。如上所述，这些防冰系统可包括机翼抗结冰系统130、引擎入口抗结冰系统132、机翼除冰系统、尾翼除冰系统等。

在一些示例中，可能存在多个唯一的TWE阈值，或者是彼此的倍数(例如，×，5×，10×)的多个TWE阈值。可以诸如基于飞机的单个的设计标准以多种不同的方式的任一种选择TWE阈值。这可包括，例如，关于与冰的污染有关的升力或者阻力特性的空气动力学数据或者防止来自冰摄取的损害的引擎限制。例如，第一TWE阈值可以被设置为10千克/平方米，并且可以用于激活机翼抗结冰系统130。第二TWE阈值可以被设置为20千克/平方米，并且可以用于激活引擎入口抗结冰系统132。和第三TWE阈值可以被设置为30千克/平方米，并且可以用于激活尾翼除冰系统。

图4示出用于图3的方法300的第一方面302、第二方面304、和第三方面306的第一时序图(timing diagram)402、第二时序图404和第三时序图406。如在第一时序图中所示，当遇到结冰情况并且积冰发生在传感器118或者更具体地在其探针上时，探针的振动频率减小。当传感器被加热并且冰融化时，频率增加回至正常。只要结冰情况持续，那么循环重复。

如在用于方法300的第二方面304的第二示图404中所示，当传感器的频率减小时，计算的LWC基于来自传感器118的连续输出电信号(例如，输出电压)开始增加。这可以继续直至LWC到达LWC阈值，在此时，LWC可以足够一致以开始计算TWE。当达到传感器的频率阈值并且加热被导通时，LWC值可以保持恒定直至传感器的频率回到正常。当频率由于积冰而再次减小时，LWC计算可以继续。

如在用于第三方面306的第三示图406中所示，当计算的LWC值一致时，可以计算TWE。随着计算的TWE增加，TWE最终达到用于第一防冰系统的激活的第一TWE阈值。当传感器加热导通并且计算的LWC保持不变时，计算的TWE可以基于LWC的最后值继续以恒定的速率增加。可以继续计算TWE并且使其增加直至所有的TWE阈值已达到并且信号被传输至适当的防冰系统，除非结冰情况结束(通过传感器频率的增加或者传感器频率在一段时间内无变化表示)。在该情况下，冰标记可以被重置或者增加，并且基于自然结冰情况中的时间可以计算TWE中的逐渐减少。

根据本公开内容的示例实施方式，可以通过硬件，单独地或者在一个或多个计算机程序编码指令、程序指令或者来自计算机可读存储介质的可执行的计算机可读程序代码指令的指导下实施处理器单元122。在一个示例中，可提供被配置为用作或实施本文所示出和描述的处理器单元的一个或多个装置。在包括多于一个的装置的示例中，相应的装置可以多种不同的方式(诸如，经由有线或无线网络等直接或间接地)连接至彼此或彼此通信。

图5示出了根据一些实施方式的可以被配置为至少部分地实施处理器单元122的装置500。通常，本公开内容的示例性实施方式的装置可包含、包括或体现为一个或多个固定的、便携的或者嵌入的电子设备。装置可包括一个或多个的多个组件的每个，诸如，连接至存储器504的处理器502。

处理器502通常是能够处理诸如，数据、计算机可读程序代码、指令等(有时通常称为“计算机程序”，例如，软件、程序包等)，和/或其他合适的电子信息的信息的任一计算机硬件。处理器由多个电子电路组成，一些电子电路可被封装为集成电路或多个互连集成电路(集成电路有时更普遍地称为“芯片”)。处理器可被配置为执行计算机程序，该计算机程序可被存储在处理器上或存储在(相同或另一个装置的)存储器504中。

根据特定的实施方式，处理器502可以是多个处理器、多处理器核或一些其他类型的处理器。此外，可使用多个不同种类的处理器系统实施处理器，在不同种类的处理器系统中，主处理器与一个或多个辅助处理器存在于单个芯片上。作为另一个示例性示例，处理器可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。在又一个示例中，处理器可体现为或包括一个或多个专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)等。因此，尽管处理器可能够执行计算机程序以执行一个或多个功能，但是各种示例的处理器能够执行一个或多个功能而无需计算机程序的帮助。

存储器504通常是能够暂时地和/或永久地存储信息(诸如，数据、计算机程序(例如，计算机可读程序代码506)和/或其他合适的信息)的任一计算机硬件。存储器可包括易失性和/或非易失性存储器，并且可以是固定的或可移动的。合适的存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器、闪存器、拇指驱动器、可移动计算机磁盘、光盘、磁带或上述的一些组合。光盘可包括压缩盘只读存储器(CD-ROM)、压缩盘读写(CD-R/W)、数字通用光盘(DVD)或者其他标准介质和格式。在各种情况中，存储器可被称为计算机可读存储介质，其作为能够存储信息的非临时性设备可与计算机可读传输介质(诸如，能够将信息从一个位置携载到另一个位置的电临时性信号)区别。如本文中所描述的计算机可读介质通常可称为计算机可读存储介质或计算机可读传输介质。

除了存储器504之外，处理器502还可连接至用于显示、传输和/或接收信息的一个或多个接口。接口可包括通信接口508(例如，通信单元)。通信接口可被配置为传输和/或接收信息，诸如，将信息传输至其他装置、网络等和/或从其他装置、网络等接收信息。通信接口可被配置为通过物理(有线的)和/或无线通信链路传输和/或接收信息。合适的通信接口的示例包括网络接口控制器(NIC)、无线NIC(WNIC)等。

如上所述，程序代码指令可存储在存储器中并且由处理器执行以实施本文中所描述的系统、子系统和它们相应的元件的功能。如将理解的，任何合适的程序代码指令可从计算机可读存储介质加载至计算机或其他可编程装置上以产生特定的机器，使得特定的机器成为用于执行本文中所指定的功能的手段。这些程序代码指令还可存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可指导计算机、处理器或其他可编程装置以特定方式运行，从而产生特定的机器或特定的制造品。存储在计算机可读存储介质中的指令可产生制造品，其中，制造品成为用于执行本文中所描述的功能的装置。可从计算机可读存储介质检索程序代码指令并且将其加载至计算机、处理器或其他可编程装置中以配置计算机、处理器或其他可编程装置执行要在或通过计算机、处理器或其他可编程装置执行的操作。

可顺序地执行程序代码指令的检索、加载和执行，使得每次检索、加载和执行一个指令。在一些示例实施方式中，可并行执行检索、加载和/或执行，使得一起检索、加载和/或执行多个指令。程序代码指令的执行可产生计算机实施的处理，使得由计算机、处理器或其他可编程装置执行的指令提供用于实施本文中所描述的功能的操作。

通过处理器执行指令或在计算机可读存储介质中存储指令支持用于执行特定功能的操作的组合。以这种方式，装置500可包括处理器502和耦接至处理器的计算机可读存储介质或者存储器504，其中，处理器被配置为执行存储在存储器中的计算机可读程序代码506。还应理解的是，可由执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统和/或处理器，或者专用硬件和程序代码指令的组合来实施一个或多个功能以及功能的组合。

此外，本公开内容包括根据下列项的实施方式：

项1.一种用于检测飞机上的飞行中结冰情况的装置，所述装置包括：处理器；和计算机可读存储介质，耦接至处理器并且具有存储在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码响应于通过处理器的执行，使装置在飞机的飞行期间实时执行多个操作，包括使装置至少执行下列操作：监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，电信号的幅度与传感器上集结的冰的量相关；根据电信号的变化率计算液态水含量(LWC)值；根据LWC值迭代地计算总水暴露量(TWE)值，TWE值表示从初始事件的时间开始的飞机的总水暴露量，并且通过多个迭代而计算作为累加值；并且在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

项2.根据项1所述的装置，其中，连续的电信号与传感器被配置为输出的表示传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

项3.根据项1所述的装置，其中，传感器包括积冰传感器，积冰传感器包括就由积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩的探针，以及其中，使所述装置监测连续的电信号包括使所述装置监测通过积冰传感器输出的连续的电压信号。

项4.根据项1所述的装置，其中，计算机可读存储介质具有存储在其中的另外的计算机可读程序代码，所述另外的计算机可读程序代码响应于处理器的执行，使装置进一步至少执行以下操作：监测至少包括飞机的真实空速的一个或多个飞机飞行参数，以及其中，使所述装置计算TWE值包括使所述装置进一步根据一个或多个飞机飞行参数来计算TWE值。

项5.根据项1所述的装置，其中，使装置执行补救或者警告措施包括使装置激活飞机上的防冰系统。

项6.根据项5所述的装置，其中，防冰系统包括机翼抗结冰系统、引擎入口抗结冰系统、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。

项7.根据项5所述的装置，其中，使装置执行补救或者警告措施包括被使装置在TWE值达到第一TWE阈值的情况下激活第一防冰系统，并且在TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下激活不同的第二防冰系统。

项8.一种检测飞机上的飞行中结冰情况的方法，所述方法包括在飞机的飞行期间实时执行的多个操作，包括：监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，电信号的幅度与传感器上集结的冰的量相关；根据电信号的变化率计算液态水含量(LWC)值；根据LWC值迭代地计算总水暴露量(TWE)值，TWE值表示从初始事件的时间开始的飞机的总水暴露量，并且通过多个迭代而计算作为累加值；并且在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

项9.根据项8所述的方法，其中，连续的电信号与传感器被配置为输出的表示传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

项10.根据项8所述的方法，其中，传感器包括积冰传感器，积冰传感器包括就积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩探针，以及其中，监测连续的电信号包括监测通过积冰传感器输出的连续的电压信号。

项11.根据项8所述的方法进一步包括：监测至少包括飞机的真实空速的一个或多个飞机飞行参数，以及其中，计算TWE值包括进一步根据一个或多个飞机飞行参数计算TWE值。

项12.根据项8所述的方法，其中，执行补救或者警告措施包括使飞机上的防冰系统的激活。

项13.根据项12所述的方法，其中，防冰系统包括机翼抗结冰系统、引擎入口抗结冰系统、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。

项14.根据项12所述的方法，其中，执行补救或者警告措施包括在TWE值达到第一TWE阈值的情况下使第一防冰系统激活，并且在TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下使不同的第二防冰系统激活。

项15.一种用于检测飞机上的飞行中结冰情况的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质为非临时性的并且具有存储在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码响应于处理器的执行，使装置在飞机的飞行期间实时执行多个操作，包括使装置至少执行以下操作：监测通过飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，电信号的幅度与传感器上集结的冰的量相关；根据电信号的变化率计算液态水含量(LWC)值；根据LWC值迭代地计算总水暴露量(TWE)值，TWE值表示从初始事件的时间开始的飞机的总水暴露量，并且通过多个迭代而计算作为累加值；以及在TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

项16.根据项15所述的计算机可读存储介质，其中，连续的电信号与传感器被配置为输出的表示传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

项17.根据项15所述的计算机可读存储介质，其中，传感器包括积冰传感器，积冰传感器包括就积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩探针，并且其中，装置使装置监测连续电信号包括使电路监测通过积冰传感器输出的连续的电压信号。

项18.根据项15所述的计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质具有存储在其中的另外的计算机可读程序代码，所述另外的计算机可读程序代码响应于处理器的执行，使装置进一步至少执行以下操作：监测至少包括飞机的真实空速的一个或多个飞机飞行参数，并且其中，使装置计算TWE值包括使装置进一步根据一个或多个飞机飞行参数来计算TWE值。

项19.根据项15所述的计算机可读存储介质，其中，使装置执行补救或者警告措施包括使装置激活飞机上的防冰系统。

项20.根据项19所述的计算机可读存储介质，其中，防冰系统包括机翼抗结冰系统、引擎入口抗结冰系统、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。

项21.根据项19所述的计算机可读存储介质，其中，使装置执行补救或者警告措施包括使装置在TWE值达到第一TWE阈值的情况下激活第一防冰系统，并且在TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下激活不同的第二防冰系统。

本文中阐述的本公开内容的多个变形及其他实施方式将使这些公开内容所属领域的技术人员获知在前述描述和所关联的附图中呈现的教导的益处。因此，应当理解的是，本公开内容不限于所公开的具体实施方式，并且变形和其他实施方式旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管上述描述和相关的附图以元件和/或功能的某些示例组合的上下文描述了示例实施方式，应当理解的是，在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可由可选的实施方式提供元件和/或功能的不同组合。就这一点而言，例如，如同可在一些所附权利要求中阐述的，也可设想除了上面明确描述之外的元件和/或功能的其它不同组合。虽然本文中使用了特定术语，但它们仅用于一般性和说明性的含义而并非出于限制的目的。

Claims

1.一种用于检测飞机上的飞行中结冰情况的装置，所述装置包括：

处理器；以及

计算机可读存储介质，耦接至所述处理器并且具有存储在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码响应于通过所述处理器的执行，使所述装置在所述飞机的飞行期间实时执行多个操作，包括使所述装置至少执行下列操作：

监测通过所述飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，所述连续的电信号的幅度与所述传感器上集结的冰的量相关，其中，所述传感器包括积冰传感器，所述积冰传感器包括就由所述积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩探针，并且其中，使所述装置监测所述连续的电信号包括使所述装置监测通过所述积冰传感器输出的所述连续的电压信号，其中，所述积冰传感器的内部电路被配置为：

连续监测所述磁致伸缩探针的振动频率，直至所述振动频率达到表示冰的一定厚度的频率阈值以指示结冰情况；以及

此时导通所述积冰传感器的加热器以去除所述磁致伸缩探针上的冰；

根据所述连续的电信号的变化率计算液态水含量LWC值；

当所述加热器加热时，将LWC保持在其最新的值；

根据所述LWC值如下迭代地计算总水暴露量TWE值，所述TWE值表示从初始事件的时间开始的所述飞机的总水暴露量，并且通过多个迭代而计算作为累加值：

TWE_i＝TWE_i–1+(TAS×LWC_i×K₂×iRate)

其中，TWEi–1表示在先前的迭代i–1处计算的TWE，K₂表示单位换算，并且iRate表示用于TWE计算的迭代速率，TAS表示所述飞机的真实空速，并且LWC_i表示在迭代i处的液态水含量；以及

在所述TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连续的电信号与所述积冰传感器被配置为输出的表示所述积冰传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述计算机可读存储介质具有存储在其中的另外的计算机可读程序代码，所述另外的计算机可读程序代码响应于所述处理器的执行，使所述装置进一步至少执行以下操作：

监测至少包括所述飞机的真实空速的一个或多个飞机飞行参数，以及

其中，使所述装置计算所述TWE值包括使所述装置进一步根据所述一个或多个飞机飞行参数来计算所述TWE值。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，使所述装置执行所述补救或者警告措施包括使所述装置激活所述飞机上的防冰系统。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述防冰系统包括机翼抗结冰系统、引擎入口抗结冰系统、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，使所述装置执行所述补救或者警告措施包括使所述装置在所述TWE值达到第一TWE阈值的情况下激活第一防冰系统，并且在所述TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下激活不同的第二防冰系统。

7.一种检测飞机上的飞行中结冰情况的方法，所述方法包括在所述飞机的飞行期间实时执行的多个操作，包括：

监测通过所述飞机的表面上的传感器输出的连续的电信号，所述连续的电信号的幅度与所述传感器上集结的冰的量相关，其中，所述传感器包括积冰传感器，所述积冰传感器包括就由所述积冰传感器输出的连续的电压信号而言其振动频率是可测量的磁致伸缩探针，并且其中，监测所述连续的电信号包括监测通过所述积冰传感器输出的所述连续的电压信号，其中，所述积冰传感器的内部电路被配置为：

根据所述连续的电信号的变化率计算液态水含量LWC值；

当所述加热器加热时，将LWC保持在其最新的值；

根据所述LWC值如下迭代地计算总水暴露量TWE值，所述TWE值表示从初始事件的时间开始所述飞机的总水暴露量，并且通过多个迭代而计算作为累加值：

TWE_i＝TWE_i–1+(TAS×LWC_i×K₂×iRate)

在所述TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述连续的电信号与所述积冰传感器被配置为输出的表示所述积冰传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

其中，计算所述TWE值包括进一步根据所述一个或多个飞机飞行参数来计算所述TWE值。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，执行所述补救或者警告措施包括使所述飞机上的防冰系统激活。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述防冰系统包括机翼抗结冰系统(130)、引擎入口抗结冰系统(132)、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，执行所述补救或者警告措施包括在所述TWE值达到第一TWE阈值的情况下使第一防冰系统激活，并且在所述TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下使不同的第二防冰系统激活。

13.一种用于检测飞机上的飞行中结冰情况的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质为非临时性的且具有存储在其上的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码响应于通过处理器的执行，使一装置在所述飞机的飞行期间实时执行多个操作，包括使所述装置至少执行下列操作：

根据所述连续的电信号的变化率计算液态水含量LWC值；

当所述加热器加热时，将LWC保持在其最新的值；

TWE_i＝TWE_i–1+(TAS×LWC_i×K₂×iRate)

在所述TWE值达到TWE阈值的情况下执行补救或者警告措施。

14.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述连续的电信号与所述积冰传感器被配置为输出的表示所述积冰传感器上冰集结的特定量的任何离散信号不同。

15.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质具有存储在其中的另外的计算机可读程序代码，所述另外的计算机可读程序代码响应于所述处理器的执行，使所述装置进一步至少执行以下操作：

16.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，其中，使所述装置执行所述补救或者警告措施包括使所述装置激活所述飞机上的防冰系统。

17.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中，所述防冰系统包括机翼抗结冰系统、引擎入口抗结冰系统、机翼除冰系统或者尾翼除冰系统。

18.根据权利要求16所述的计算机可读存储介质，其中，其中，使所述装置执行所述补救或者警告措施包括使所述装置在所述TWE值达到第一TWE阈值的情况下激活第一防冰系统，并且在所述TWE值达到不同的第二TWE阈值的情况下激活不同的第二防冰系统。