DE102011102804A1 - Aircraft has defrosting device for defrosting aerodynamic surfaces of aircraft, where defrosting device has ice detection unit arranged at fuselage of aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Systeme und Verfahren zur Enteisung aerodynamischer Oberflächen eines Luftfahrzeugs.The present invention generally relates to systems and methods for deicing aerodynamic surfaces of an aircraft.
Die vorliegende Erfindung betrifft im Besonderen, ein Luftfahrzeug mit einer Enteisungsvorrichtung zur Enteisung von bestimmten aerodynamischen Oberflächen des Luftfahrzeugs mittels eines Enteisungslasers, der insbesondere basierend auf einem Eisansatzerkennungssignal gesteuert wird, und ein entsprechendes Enteisungsverfahren.More particularly, the present invention relates to an aircraft having a deicing device for deicing certain aerodynamic surfaces of the aircraft by means of a deicing laser, in particular based on an ice accumulation detection signal, and a corresponding deicing method.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Aus dem Stand der Technik sind sogenannte thermische Anti-Eissysteme (Thermal Anti-Ice System, TAI-System) bekannt. Beispielsweise ist es üblich zur Enteisung der bzw. Eisansatzverhinderung an der Vorderkanten der Flügel eines Flugzeugs, dessen Triebwerke genügend Leistungsüberschuss liefern, innerhalb der Vorderkanten Luftkanäle anzuordnen, die mit einer Triebwerksbrennkammer entnommener, heißer Zapfluft durchströmt werden. Mit der Zapfluft wird die Vorderkante von Innen her beheizt, um Vereisungen an der Außenoberfläche zu verhindern bzw. abzuschmelzen.From the prior art so-called thermal anti-ice systems (Thermal Anti-Ice System, TAI system) are known. For example, it is common for defrosting or ice accumulation prevention at the leading edges of the wings of an aircraft, the engines provide sufficient excess power to arrange within the leading edges air ducts, which are flowed through with a combustion engine, hot bleed air. With the bleed air, the front edge is heated from the inside to prevent or melt on the outer surface icing.
Damit die heiße Zapfluft das Flügelmaterial nicht schwächt oder gar schädigt, muss die Temperatur sorgfältig überwacht werden. In der Startphase des Flugzeugs wird ein solches System zumeist ausgeschaltet, damit den Triebwerken keine Startleistung entzogen wird. Entsprechend gilt dies für die Landephase. Neben derartigen praktischen Einschränkungen benötigen TAI-Systeme zur Enteisung bzw. Eisansatzverhinderung basierend auf Zapfluft viel Raum in der Vorderkante des Flugzeugflügels.So that the hot bleed air does not weaken or even damage the wing material, the temperature must be carefully monitored. In the starting phase of the aircraft, such a system is usually turned off, so that the engines no starting power is withdrawn. Accordingly, this applies to the landing phase. In addition to such practical limitations, TAI de-icing systems based on bleed air require much space in the leading edge of the aircraft wing.
Weiter sind elektrothermische Heizvorrichtungen für Strukturbauteile eines Flugzeugs zur Verhinderung bzw. Beseitigung von Eisansatz an aerodynamischen Oberflächen eines Flugzeugs beispielsweise aus der
Ein weiteres Problem besteht in der eigentlichen Erkennung von Eisansatz an aerodynamischen Oberflächen eines Luftfahrzeugs, wie Flügelvorderkanten, Tragflächen, Hochauftriebssystemen und dergleichen.Another problem is the actual detection of ice accumulation on aerodynamic surfaces of an aircraft, such as wing leading edges, wings, high lift systems, and the like.
Beispielsweise ist eine Möglichkeit bei den o. g. mit Triebwerkszapfluft heizenden TAI-Systemen üblich, die Lufttemperatur und den Luftdruck der Zapfluft zu messen. Mit diesen Daten und Materialkennwerten des beheizten Strukturbauteils kann errechnet werden, welche Temperatur auf dessen Oberfläche vorherrschen sollte. Eine zuverlässige Validierung der tatsächlich vorliegenden Temperatur ist jedoch hierbei schwierig bis unmöglich. Auch bleiben externe Einflüsse wie die aktuelle Sonneneinstrahlung unberücksichtigt. Eine mögliche Folge kann sein, dass derart beheizte Strukturbauteile oft zu stark beheizt werden, was zu einer erhöhten Materialbeanspruchung und Materialermüdung führen kann.For example, a possibility in the o. G. With engine bleed-air heating TAI systems it is common to measure the air temperature and the air pressure of the bleed air. With these data and material characteristics of the heated structural component can be calculated, which temperature should predominate on the surface. However, reliable validation of the actual temperature is difficult or even impossible. Also, external influences such as the current solar radiation are disregarded. One possible consequence may be that such heated structural components are often heated too much, which can lead to increased material stress and fatigue.
Es sind zwar Bordsysteme zur Erkennung von Eisansatz bei Luftfahrzeugen bekannt. Beispielsweise zeigen
Weiter sind auch Flächensensorsysteme, die beispielsweise auf RADAR basieren, aus dem
Auch sind bodengestützte Systeme zur Eisentfernung von einer Oberfläche, wie einem Flugzeugflügel, mittels eines Wärme eintragenden Laserstrahls bekannt. Beispielsweise wird bei dem System der
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Enteisungssystem für ein Luftfahrzeug vorzuschlagen. Thus, it is an object of the present invention to propose an improved de-icing system for an aircraft.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved with the features of the independent claims. Further embodiments are specified in the subclaims referring back to the independent claims.
Kerngedanke der Erfindung gemäß einem Aspekt der Erfindung ist es, ein Systeme zur Enteisung bzw. Eisansatzverhinderung von aerodynamischen Oberflächen, insbesondere der Flügeloberflächen und/oder Flügelvorderkanten, mit einem im Flugzeug, bevorzugt am bzw. im Flugzeugrumpf, untergebrachten Enteisungslasersystem zu enteisen, wobei wenigstens ein Enteisungslaserstrahl mit einer auf den Eisansatz entsprechend abgestimmten Enteisungsleistung über solche Bereiche der aerodynamischen Oberflächen, an denen ein möglicher Eisansatz entfernt werden soll, geführt wird und Laserenergie zur Entfernung des Eises einträgt. Durch die Anordnung des Systems an Bord des Luftfahrzeugs kann es so gut wie in jeder Situation am Boden aber auch im Flug eingesetzt werden. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen die notwendige Leistung des Enteisungslasers in Abhängigkeit eines Sensorsignals einzustellen, welches über das Vorhandensein und insbesondere die Dicke, von Eis an Stellen der aerodynamischen Oberfläche und/oder die Eisbeschaffenheit bzw. Eisqualität an dieser Stelle informiert.The central idea of the invention according to one aspect of the invention is to deice a system for defrosting ice aerodynamic surfaces, in particular the wing surfaces and / or wing leading edges, with a de-icing laser system housed in the aircraft, preferably on or in the fuselage, wherein at least one De-icing laser beam with a de-icing performance adapted to the ice formation over those areas of the aerodynamic surfaces where a possible ice buildup is to be removed, and carries laser energy to remove the ice. The arrangement of the system on board the aircraft, it can be used as well as in any situation on the ground but also in flight. According to a second aspect of the invention, it is proposed to adjust the necessary power of the deicing laser as a function of a sensor signal which informs about the presence and in particular the thickness, of ice at points of the aerodynamic surface and / or the ice texture or ice quality at this point.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Luftfahrzeug mit einer Enteisungsvorrichtung zur Enteisung aerodynamischer Oberflächen des Luftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.According to a first aspect of the invention, an aircraft with a deicing device for deicing aerodynamic surfaces of the aircraft according to claim 1 is proposed.
Demgemäß weist die Enteisungsvorrichtung auf: wenigstens eine am Rumpf des Luftfahrzeugs angeordnete Eisdetektionseinrichtung zur, insbesondere berührungslosen, Erfassung von Eisansatz an Stellen wenigstens einer vorbestimmten aerodynamischen Oberfläche und Bereitstellung eines der jeweiligen Stelle zugeordneten Eisdetektionssignals, und wenigstens eine am Rumpf des Luftfahrzeugs angeordnete Enteisungslaservorrichtung mit wenigstens einem optischen Abstrahlsystem zur Abstrahlung eines Enteisungslaserstrahles zum Ablösen von Eisansatz an der aerodynamischen Oberfläche, wobei die Eissensoreinrichtung mit der Enteisungslaservorrichtung zur Steuerung entsprechend des Eisdetektionssignals gekoppelt ist.Accordingly, the deicing device comprises at least one ice detection device arranged on the fuselage of the aircraft for, in particular contactless, detection of ice accumulation at locations of at least one predetermined aerodynamic surface and provision of an ice detection signal associated with the respective location, and at least one deicing laser device comprising at least one fuselage laser device disposed on the fuselage of the aircraft optical emission system for emitting a deicing laser beam for detaching ice accumulation at the aerodynamic surface, wherein the ice sensor device is coupled to the deicing laser device for control according to the ice detection signal.
Bevorzugt ist das Enteisungslasersystem, jedenfalls eine Abstrahleinrichtung für den Enteisungslaserstrahl, an einer Stelle, besonders bevorzugt innerhalb, des Flugzeugrumpfs angebracht, von der aus eine Sichtlinie zu den zu enteisenden aerodynamischen Oberflächen besteht.Preferably, the deicing laser system, in any case an emission device for the deicing laser beam, is mounted at one point, particularly preferably within, the fuselage, from which there is a line of sight to the aerodynamic surfaces to be deiced.
Bei den zu enteisenden Oberflächen kann es sich um eine Tragfläche und/oder eine Flächen einer Vorflügelkante und/oder eine Vorderkante eines Höhen- und/oder Seitenruders und/oder einer J-Nose oder einer Treibwerksgondel (Engine Nacelle) und/oder dergleichen handelt.The surfaces to be deiced may be an airfoil and / or an airfoil edge and / or a leading edge of a rudder and / or rudder and / or a J nose or engine nacelle and / or the like.
Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Enteisungslasersystem dort am Luftfahrzeug angeordnet, wo es praktisch, beispielsweise aus Platzgründen, ist; es muss lediglich sichergestellt werden, dass die Abstrahleinrichtung für den Enteisungslaserstrahl an einer Stelle angeordnet wird, von der aus die benötigte Sichtlinie zu den zu enteisenden Oberflächen gegeben ist. Durch die Anordnung des Enteisungslasersystems im Flugzeugrumpf kann es beispielsweise an einer räumlich gut zugänglichen Stelle sowie hinsichtlich der Abstrahleinrichtung(en) möglichst zentral untergebracht werden. Die Abstrahleinrichtung(en) kann bzw. können dann aufgrund der zum Gesamtsystem vergleichsweise geringen Größe an hinsichtlich der benötigten Sichtlinie zu den zu enteisenden aerodynamischen Oberflächen optimalen Stellen am Flugzeugrumpf oder auch erhöht am Seitenleitwerk angeordnet werden.In principle, the defrosting laser system according to the invention can be arranged there on the aircraft, where it is practical, for example for reasons of space; it merely has to be ensured that the emission device for the deicing laser beam is arranged at a location from which the required line of sight to the surfaces to be deiced is given. Due to the arrangement of the deicing laser system in the fuselage, it can be accommodated as centrally as possible, for example, at a location that is easily accessible and with regard to the emission device (s). The emission device (s) can then be arranged on the aircraft fuselage or also elevated on the rudder due to the relatively small size relative to the overall system with respect to the required line of sight to the aerodynamic surfaces to be deiced.
In einer bestimmten Ausführung weist das optische Abstrahlsystem Mittel zur Beeinflussung und/oder Führung des Strahlengangs des Enteisungslaserstrahls auf. Beispielsweise können hierfür im Abstrahlsystem zumindest ein bewegbarer Spiegel sowie zumindest ein mit dem Spiegel verbundener Spiegelaktuator zur Bewegung des Spiegels vorgesehen sein. Über den Spiegel im Strahlengang des Enteisungslaserstrahls kann dann das optische Abstrahlsystem alle Stellen der vorbestimmten aerodynamischen Oberfläche zu denen eine Sichtlinie besteht erreichen. Alternativ kann auch eine entsprechend beweglich angeordnete Abstrahloptik anstelle des beweglichen Spiegels vorgesehen sein.In a specific embodiment, the optical emission system has means for influencing and / or guiding the beam path of the deicing laser beam. For example, at least one movable mirror and at least one mirror actuator connected to the mirror can be provided for moving the mirror in the emission system. Via the mirror in the beam path of the deicing laser beam, the optical emission system can then reach all points of the predetermined aerodynamic surface to which a line of sight exists. Alternatively, a correspondingly movably arranged abstraction may be provided instead of the movable mirror.
In bestimmten Ausführungen befindet sich das optische Abstrahlsystem am Rumpf des Luftfahrzeugs, beispielsweise in Form einer Gondel oder Kanzel, die ggf. zur Verbesserung des aerodynamischen Luftwiderstands des Luftfahrzeuges ein- und ausgefahren werden kann. Alternativ kann das optische Abstrahlsystem im Inneren des Rumpfes des Luftfahrzeugs, beispielsweise hinter einem Fenster, angeordnet werden.In certain embodiments, the optical emission system is located on the fuselage of the aircraft, for example in the form of a gondola or pulpit, which may be retracted and extended to improve the aerodynamic drag of the aircraft. Alternatively, the optical emission system can be arranged inside the fuselage of the aircraft, for example behind a window.
Wie vorstehend erläutert, ist jedenfalls sicherzustellen, dass der Enteisungslaserstrahl auf ausgewählte Stellen der vorbestimmten aerodynamischen Oberfläche gelenkt werden kann. Bei einer bevorzugten Anordnung ist das optische Abstrahlsystem auf die bestimmungsgemäße Flugrichtung des Luftfahrzeugs bezogen vor den zu enteisenden Oberflächen am Rumpf des Luftfahrzeugs angeordnet und besonders bevorzugt gegenüber der zu enteisenden Oberflächen erhöht am Rumpf des Luftfahrzeugs angeordnet.In any case, as explained above, it must be ensured that the deicing laser beam can be directed to selected locations on the predetermined aerodynamic surface. In a preferred arrangement, the optical emission system is on arranged the intended direction of flight of the aircraft relative to the surfaces to be deiced on the fuselage of the aircraft and particularly preferably opposite the surfaces to be deiced increased on the fuselage of the aircraft.
Das optische Abstrahlsystem kann über Lichtwellenleitungsmittel, wie beispielsweise wenigstens eine Glasfaserleitung, mit einer zur Erzeugen des Enteisungslaserstrahls eingerichteten Lasererzeugungseinrichtung der Enteisungslaservorrichtung verbunden sein. D. h., die Lasererzeugungseinrichtung kann an einer anderen oder derselben Stelle des Luftfahrzeugs wie das optische Abstrahlsystem untergebracht sein.The optical emission system may be connected via optical waveguide means, such as at least one optical fiber line, to a laser generating device of the deicing laser device arranged to generate the deicing laser beam. That is, the laser generating device may be housed at a different or same location of the aircraft as the optical emission system.
Ein Luftfahrzeug kann auch mit entsprechend mehreren Enteisungssystemen ausgestattet sein, um zum Einen die ideale Anordnung bzw. Unterbringung der Enteisungslasersysteme und zum Anderen eine ideale Erreichbarkeit der, d. h. die Sichtlinie auf die relevanten aerodynamischen Oberflächen sicherzustellen.An aircraft may also be equipped with a corresponding number of de-icing systems in order, on the one hand, to provide the ideal arrangement or accommodation of the de-icing laser systems and, on the other hand, to achieve an ideal accessibility of the de-icing systems. H. to ensure the line of sight on the relevant aerodynamic surfaces.
In einer bestimmten Ausführung sind beispielsweise zwei Enteisungslasersysteme, insbesondere symmetrisch, auf jeder Seite des Flugzeugrumpfes vor dem jeweiligen Tragflügel am Rumpf und bevorzugt bzgl. der Tragfläche, d. h. der Flügeloberfläche der Saugseite des Flügels, leicht erhöht angeordnet. Weiter kann ein eigenes Enteisungslasersystem für die Flossen am Heck des Luftfahrzeugs oder jeweils ein eigenes Enteisungslasersystem für jede Flosse vorgesehen werden.In a particular embodiment, for example, two deicing laser systems, in particular symmetrically, on each side of the fuselage in front of the respective wing on the fuselage and preferably with respect to the wing, d. H. the wing surface of the suction side of the wing, slightly raised. Furthermore, a separate de-icing laser system can be provided for the fins at the rear of the aircraft or a separate de-icing laser system for each fin.
Grundsätzlich ist das Enteisungslasersystem so ausgelegt, dass es ausreichend Energie in auf einer ggf. zu enteisenden Oberfläche vorhandenes Eis eintragen kann. Als wesentliche Parameter für den Enteisungslaser haben sich herausgestellt: die Laserfrequenz bzw. Laserwellenlänge, bei einem Pulslaser die Dauer der Laserpulse, sowie generell die Verweildauer des Laserstrahls an der jeweils zu enteisenden Stelle bzw. die Geschwindigkeit mit der der Enteisungslaser über die zu Oberfläche geführt wird.Basically, the defrosting laser system is designed so that it can enter sufficient energy in existing on an optionally defrosting ice surface. As essential parameters for the deicing laser have been found: the laser frequency or laser wavelength, in a pulse laser, the duration of the laser pulses, and generally the residence time of the laser beam at the respective enteisenden body or the speed at which the deicing laser is passed over to the surface ,
Dabei wurde vom Erfinder erkannt, dass für einen ausreichend effizienten Energieeintrag in Eis eine einmal gewählte Wellenlänge eines Lasers nicht geändert werden muss. Vielmehr hat sich als ausreichend herausgestellt, einen ausreichenden Energieeintrag in verschiede Eissorten über eine Einstellung der Pulsdauer und/oder Pulsfrequenz als Parameter bei einem Pulslaser zu erreichen.It was recognized by the inventor that for a sufficiently efficient energy input into ice a wavelength of a laser once selected does not have to be changed. Rather, it has been found to be sufficient to achieve a sufficient input of energy in different ice creams via an adjustment of the pulse duration and / or pulse rate as a parameter in a pulse laser.
Hinsichtlich grundsätzlich geeigneter Wellenlängen der für das erfindungsgemäße Enteisungslasersystem eingesetzter Laser sei Folgendes angemerkt. Wasser weist für Licht mit einer Wellenlänge von etwa 400 bis 440 nm den geringsten Absorptionskoeffizienten auf, wobei der Absorptionsgrad für kürzere oder längere Wellenlängen rasch zunimmt; bei einer Erhöhung der Wellenlänge um eine Zehnerpotenz steigt der Absorptionskoeffizient um wenigstens zwei Größenordnungen an. Für nähere Informationen sei beispielsweise auf
Es wurde festgestellt, dass je nach meteorologischer Lage an einem Luftfahrzeug beinahe jede bekannte Eisform auftreten kann. Bereits vorhandenes „normales” Eis auf Oberflächen eines Luftfahrzeuges kann sich bei weiterer Abkühlung auf z. B. –70°C in hexagonales Eis (sogenanntes Supereis) transformieren. Darum ist eine Enteisung eines Luftfahrzeuges bereits am Boden von Vorteil, damit kein vorhandenes Eis im Reiseflug zu „Supereis” wird.It has been found that, depending on the meteorological situation on an aircraft, almost any known form of ice can occur. Already existing "normal" ice on surfaces of an aircraft may be at further cooling to z. B. -70 ° C in hexagonal ice (so-called super ice) transform. That's why de-icing an aircraft on the ground is an advantage, so that no existing ice in cruising flight becomes "super ice".
Grundsätzlich wird vorgeschlagen, für einen Enteisungslaser eines Enteisungssystems der Erfindung keine Wellenlängen aus dem sichtbaren Bereich des Lichts zu verwenden, da der Enteisungslaserstrahl wegen der Transparenz von Eis im sichtbaren Bereich des Lichts vom Eisansatz kaum absorbiert wird und diesen somit nahezu vollständig durchdringt.Basically, it is proposed not to use wavelengths from the visible range of light for a deicing laser of a deicing system of the invention, because the deicing laser beam is hardly absorbed by the ice accumulation due to the transparency of ice in the visible range of light and thus almost completely penetrates it.
Grundsätzlich eignen sich Wellenlängen im Nahinfrarot(NIR)-Bereich des Lichts für den Enteisungslaser, um damit neben dem Eisansatz auch die Oberfläche unter dem Eis zu erwärmen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Oberfläche bei der Wellenlänge des Enteisungslasers einen besonders guten Absorptionskoeffizienten hat, um nicht die Oberfläche von Strukturbauteilen des Luftfahrzeuges selbst zu belasten. Beispielsweise kann eine geeignete, wie eine schwarze oder dunkelgrüne, Absorberfolie auf den relevanten aerodynamischen Oberflächen (Wirkungsflächen) angeordnet werden, um tragende Strukturen des Luftfahrzeugs zu schützen und/oder die Erwärmung durch den Enteisungslaser in der Oberfläche zu konzentrieren.Basically, wavelengths in the near-infrared (NIR) region of the light are suitable for the de-icing laser to heat the ice surface as well as the surface beneath the ice. It is advantageous if the surface at the wavelength of the deicing laser has a particularly good absorption coefficient, so as not to burden the surface of structural components of the aircraft itself. For example, a suitable absorber sheet, such as a black or dark green, can be placed on the relevant aerodynamic surfaces (surfaces of action) to protect aircraft supporting structures and / or to concentrate heating by the deicing laser in the surface.
Grundsätzlich eignet sich für ein erfindungsgemäßes Enteisungssystem ein Dauerstrichlaser oder ein gepulster Laser, wobei aus obengenannten Gründen ein Pulslaser bevorzugt wird.In principle, a continuous wave laser or a pulsed laser is suitable for a deicing system according to the invention, with a pulsed laser being preferred for the abovementioned reasons.
Beim Einsatz eines gepulsten Enteisungslasers ist es bevorzugt, das Enteisungslasersystem so auszulegen, dass es kurze Enteisungslaserpulse mit einer Pulsdauer im Mikrosekunden(μs)- bis Picosekunden(ps)-Bereich mit einer Pulsenergie von einigen Joule erzeugen und aussenden kann. Das gepulste Laserlicht des Enteisungslasers trifft dann mit Spitzenleistungen von bis zu 100 MW auf einer bestrahlten Oberfläche, bevorzugt der jeweils zu enteisenden Stelle auf.When using a pulsed deicing laser, it is preferable to design the deicing laser system to be capable of generating and emitting short deicing laser pulses having a pulse duration in the microsecond (μs) to picosecond (ps) range with a pulse energy of several Joules. The pulsed laser light of the deicing laser then hits with peak powers of up to 100 MW on one irradiated surface, preferably of each enteisenden point.
Weiter ist es bei einem gepulsten Enteisungslaser vorteilhaft, wenn die verwendeten Pulsfrequenzen kleiner oder gleich 15 Hz sind und damit unterhalb der Hörschwelle des menschlichen Ohrs liegen. Damit wird sichergestellt, dass der Enteisungsvorgang keine zusätzliche vom Menschen wahrnehmbare Geräuschemission des Flugzeuges erzeugt.Further, it is advantageous in a pulsed deicing laser, if the pulse frequencies used are less than or equal to 15 Hz and thus are below the hearing threshold of the human ear. This ensures that the de-icing process does not produce any additional human-perceivable noise emission from the aircraft.
In einer bestimmten Ausführung hat der gepulste Enteisungslaser bevorzugt eine Pulsfrequenz von kleiner gleich 15 Hz mit einer Pulslänge in der Größenordnung von bevorzugt etwa einer Nanosekunde, besonders bevorzugt 25 ns bis 250 ps, Pulsdauer.In a particular embodiment, the pulsed deicing laser preferably has a pulse frequency of less than or equal to 15 Hz with a pulse length on the order of preferably about one nanosecond, more preferably 25 ns to 250 ps, pulse duration.
Hinsichtlich der Pulslänge bei einem gepulsten Enteisungslaser hat sich als besonders geeignet erwiesen, wenn die Pulslänge in der Größenordnung von kleiner gleich 10 ns liegt. Die Länge eines Strahlungspaketes, d. h. eines Laserpulses, beträgt dann etwa kleiner gleich 3 cm. Aus der Eisdicke und dem Absorptionskoeffizient ergibt sich wie tief der Enteisungslaserstrahl in das Eis eindringt.With regard to the pulse length in a pulsed deicing laser has proved to be particularly suitable when the pulse length is of the order of less than or equal to 10 ns. The length of a radiation packet, d. H. of a laser pulse is then about less than or equal to 3 cm. The ice thickness and the absorption coefficient show how deep the deicing laser beam penetrates into the ice.
Der mit dem Enteisungslaser bestrahlte Bereich im Eis bzw. daran angrenzende Bereiche erwärmt sich explosionsartig, wobei das angrenzende Eis verdampft und aufgrund des entstehenden Dampfdrucks abgesprengt wird.The area in the ice irradiated with the de-icing laser or areas adjacent thereto heats up explosively, the adjacent ice being vaporized and being blown off due to the resulting vapor pressure.
Wie oben erwähnt, kann ein Enteisungslaser mit einer Wellenlänge aus dem Nahinfrarot- bis Infrarotbereich des Lichts verwendet werden. D. h., die Enteisungslaservorrichtung erzeugt einen Enteisungslaserstrahl mit einer Wellenlänge aus dem Bereich von 1.000 nm bis 30.000 nm. Dabei hat sich gezeigt, dass der Enteisungslaserstrahl mit einer Leistung im Bereich von 15 bis 20 kW/m2 gut funktioniert.As mentioned above, a deicing laser having a wavelength from the near-infrared to the infrared range of the light may be used. D. h., The generating a Enteisungslaservorrichtung Enteisungslaserstrahl with a wavelength in the range of 1,000 nm to 30,000 nm. It has been shown that the Enteisungslaserstrahl works well with a power in the range of 15 to 20 kW / m 2.
In bestimmten Ausführungen ist ein Enteisungslaser mit einer Wellenlänge im Bereich zwischen 1,0 und 2,5 μm, bevorzugt zwischen 1,8 und 2,2 μm, besonders bevorzugt bei 2 +/– 0,1 μm vorgesehen. Dann ist der Enteisungslaser an die Absorptionsfrequenz von Wassereis in einem Temperaturbereich von –3 bis –50°C angepasst.In certain embodiments, a deicing laser with a wavelength in the range between 1.0 and 2.5 .mu.m, preferably between 1.8 and 2.2 .mu.m, more preferably provided at 2 +/- 0.1 microns. Then the deicing laser is adapted to the absorption frequency of water ice in a temperature range of -3 to -50 ° C.
In bestimmten Ausführungen wird ein Laser mit einer Wellenlänge von über 1 μm, bevorzugt in der Größenordnung um 10 μm verwendet. In diesem Fall wird der Enteisungslaserstrahl vom Eisansatz absorbiert, da Wassereis in diesem Welllängenbereich einen besonders hohen Absorptionskoeffizienten von 10E-6 bis 10E-4 1/cm aufweist. Mit anderen Worten kann bei diesen Wellenlängen mit dem Enteisungslaser sehr effizient Energie ins Eis ungetragen werden; für eine nähere Darstellung sei auf
Folglich wird der Eisansatz beginnend von seiner Oberfläche her durch den Enteisungslaser punktuell schlagartig erhitzt. Die mit dem Enteisungslaser bestrahlte Stelle des Eisansatzes erwärmt sich damit explosionsartig, weil sich die eingetragene Wärme im Eis nur mit einer begrenzten Geschwindigkeit ausbreiten kann. Aufgrund des im Eis entstehenden Dampfdrucks wird das Eis abgesprengt.Consequently, the Eisansatz is heated abruptly starting from its surface by the deicing laser punctually. The irradiated with the deicing laser point of the ice accumulation heats up explosively because the registered heat in the ice can spread only with a limited speed. Due to the resulting vapor pressure in the ice, the ice is blasted off.
Es wurde festgestellt, dass bei einer Einwirkdauer des Enteisungslasers bereits im Pikosekundenbereich im Eis etwa einen Druck von 26 ± 4 MPa erzeugt werden kann, da – wie oben angesprochen – die impulsartig eingebrachte Energie sich im Eis nicht so schnell verteilen kann, wie die Energie mit dem Laser eingetragen wird. Dies führt dazu, dass die zu entfernende Eisschicht an der jeweils bestrahlten Stelle explosionsartig abgesprengt wird. Die Einwirkzone des Enteisungslasers entspricht dabei der Größe des Strahlflecks auf der bestrahlten Oberfläche.It was found that with a duration of exposure of the deicing laser even in the picosecond range in the ice about a pressure of 26 ± 4 MPa can be generated because - as mentioned above - the impulsively introduced energy can not be distributed in the ice as fast as the energy with the laser is registered. As a result, the ice layer to be removed is exploded explosively at the respectively irradiated point. The exposure zone of the deicing laser corresponds to the size of the beam spot on the irradiated surface.
Aufgrund des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Wirkansatzes eignet sich ein Pulslaser als Enteisungslaser gut, auch weil dieser aufgrund des geschilderten Absprengeffekts hinsichtlich des Leistungsbedarfs von Vorteil ist. Für einen Pulslaser wird weniger Energie benötigt als für einen Dauerstrichlaser. Für das Enteisungssystem der Erfindung mit einem Pulslaser wird lediglich ungefähr eine Gesamtleistung von etwa 10 bis 30 kVA benötigt.Due to the above-described active substance formulation according to the invention, a pulse laser is suitable as deicing laser well, also because this is due to the described Absprengeffekts in terms of power requirements of advantage. Less energy is needed for a pulsed laser than for a continuous wave laser. For the deicing system of the invention with a pulse laser only about a total power of about 10 to 30 kVA is needed.
In einer bestimmten Ausführung wird weiter die Eindringtiefe des Enteisungslasers ins Eis justiert, indem die Pulslänge des Lasers variiert wird, insbesondere von 10 bis 100 ns variiert wird. Es wurde gefunden, dass die Eindringtiefe ins das den Eisansatz bildende Eis so bis zu einem hundertstel Millimeter justiert und damit sehr genau kontrolliert werden kann.In a particular embodiment, the depth of penetration of the deicing laser is further adjusted in the ice by the pulse length of the laser is varied, in particular from 10 to 100 ns is varied. It has been found that the penetration depth into the ice forming the ice can be adjusted up to a hundredth of a millimeter and thus can be controlled very accurately.
Somit kann über die grundsätzliche Auswahl der Wellenlänge des Enteisungslasers und die Einstellung der Pulsdauer eines Pulsenteisungslasers das ins Eis eingebrachte Laserlicht für den vorliegenden Eisansatz optimiert werden. Insbesondere kann über die Eindringtiefe des Lasers sichergestellt werden, dass der Enteisungslaser seine Wirkung im Wesentlichen nur in dem direkt bestrahlten Eis und weniger oder gar nicht in anderem Material, wie der unter dem Eis liegenden Schale bzw. Außenhaut des Luftfahrzeugs entfaltet.Thus, the fundamental selection of the wavelength of the deicing laser and the setting of the pulse duration of a pulse deicing laser can optimize the laser light introduced into the ice for the present ice formation. In particular, it can be ensured via the penetration depth of the laser that the deicing laser essentially exerts its effect only in the directly irradiated ice and less or not at all in other material, such as the shell or outer skin of the aircraft under the ice.
Als erfindungsgemäße Enteisungslaser zur Erzeugung des Enteisungslaserstrahls eignet sich beispielsweise ein Laser, bevorzugt ein Festkörperlaser, insbesondere aus der folgenden Gruppe: Kohlendioxid(CO2)-Laser, Argon-Flur(ArF)-Laser, Neodym:Yttrium-Aluminium-Granat(Nd:YAG)-Laser, Holmium:Yttrium-Aluminium-Granat(Ho:YAG)-Laser, Erbium:Yttrium-Aluminium-Granat(Er:YAG)-Laser, Erbium:Yttrium-Scandium-Gallium-Granat(Er:YSGG)-Laser und dergleichen. Weiter eigenen sich Laser basierend auf neodymdotierten optischem Glas.For example, a laser, preferably a laser, is suitable as a deicing laser according to the invention for producing the deicing laser beam Solid-state lasers, in particular from the following group: carbon dioxide (CO 2 ) lasers, argon fluoride (ArF) lasers, neodymium: yttrium aluminum garnet (Nd: YAG) lasers, holmium: yttrium aluminum garnets (Ho: YAG) laser, erbium: yttrium aluminum garnet (Er: YAG) laser, erbium: yttrium scandium gallium garnet (Er: YSGG) laser, and the like. Furthermore, lasers based on neodymium-doped optical glass are suitable.
Beispielsweise sind Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm, 1320 nm oder 1444 nm verfügbar. Kommerziell erhältliche Nd:YAG-Laser sind in der Lage, Laserpulse mit bis zu einem Joule Energiegehalt mit Pulslängen von 1 bis 10 ns und somit mit Spitzenleistungen von bis zu 1 GW zu erzeugen.For example, Nd: YAG lasers with a wavelength of 1064 nm, 1320 nm or 1444 nm are available. Commercially available Nd: YAG lasers are capable of generating laser pulses of up to one joule in energy with pulse lengths of 1 to 10 ns and thus with peak powers of up to 1 GW.
In bestimmten Ausführungen eines erfindungsgemäßen Enteisungssystems kommt ein Festkörperlaser zur Anwendung, da dieser im Vergleich zu Gaslasern kleinere Dimensionen aufweist. Ein Enteisungssystem basierend auf einem Festkörperlaser nimmt als ein im Bereich des Rumpfes eines Luftfahrzeugs zu integrierendes Modul weniger Platz in Anspruch als ein Gaslaser system.In certain embodiments of a deicing system according to the invention, a solid-state laser is used, since this has smaller dimensions compared to gas lasers. A deicing system based on a solid-state laser takes up less space than a gas laser system as a module to be integrated in the area of the fuselage of an aircraft.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Luftfahrzeug gemäß Anspruch 7, insbesondere ein Luftfahrzeug mit einem Enteisungssystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, das eine optische Eisdetektionseinrichtung zum Erkennen von Eisansatz an aerodynamischen Oberflächen des Luftfahrzeugs aufweist.According to a second aspect of the invention, an aircraft according to claim 7, in particular an aircraft with a de-icing system according to the first aspect of the invention is proposed, which comprises an optical ice detection device for detecting ice accumulation on aerodynamic surfaces of the aircraft.
Demgemäß ist, insbesondere am oder im Rumpf, des Luftfahrzeuges als eine Eisdetektionseinrichtung eine optische Empfangsvorrichtung für an Stellen der vorbestimmten aerodynamischen Oberfläche reflektierte, insbesondere optische, Strahlung angeordnet. Die Eisdetektionseinrichtung ist mit einer Auswertevorrichtung verbunden, welche eingerichtet ist, die von der Empfangsvorrichtung empfangene Strahlung hinsichtlich der Anwesenheit von Eisansatz auf der aerodynamischen Oberfläche, insbesondere bei Anwesenheit von Eis bevorzugt hinsichtlich der Dicke und/oder der Qualität des Eises, auszuwerten und als Ergebnis ein entsprechendes Eisdetektionssignal auszugeben.Accordingly, an optical receiving device, in particular on or in the fuselage of the aircraft, is arranged as an ice detection device for radiation reflected at locations of the predetermined aerodynamic surface, in particular optical radiation. The ice detection device is connected to an evaluation device, which is set up to evaluate the radiation received by the receiving device with regard to the presence of ice accumulation on the aerodynamic surface, in particular in the presence of ice, preferably with regard to the thickness and / or the quality of the ice, and as a result to output corresponding ice detection signal.
Die Eisdetektionseinrichtung kann mit der Enteisungslaservorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gekoppelt werden und die Enteisungslaservorrichtung des ersten Aspektes der Erfindung so eingerichtet werden, dass die Enteisungslaservorrichtung den Enteisungslaserstrahl entsprechend dem Eisdetektionssignal steuert.The ice detecting device may be coupled to the defrosting laser device according to the first aspect of the invention, and the defrosting laser device of the first aspect of the invention may be arranged so that the defrosting laser device controls the defrosting laser beam according to the ice detecting signal.
Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit die eigentliche Detektion bzw. Erfassung, ob Eis(ansatz) an einer Stelle der aerodynamischen Oberfläche vorhanden ist oder nicht. Diese Information kann dann verwendet werden, um mit dem Enteisungslaser des ersten Aspektes der Erfindung in solche Stellen ausreichend Energie zur Ablösung, insbesondere zum Absprengen, von Eis einzutragen, an denen Eisansatz verifiziert ist.The second aspect of the present invention thus relates to the actual detection or detection of whether ice (lump) is present at a location of the aerodynamic surface or not. This information can then be used to apply sufficient de-icing energy to the deicing laser of the first aspect of the invention in such locations, particularly ice burst, at which ice accumulation is verified.
Daher wird insbesondere als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen, zur Steuerung des Enteisungslasersystems ein Eisdetektionssignals gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung zu erzeugen, welches über die Anwesenheit von Eis(ansatz) an möglicherweise zu enteisenden Stellen der aerodynamischen Oberfläche eines Luftfahrzeugs informiert. Damit kann der Enteisungslaser mittels des Eisdetektionssignals der Eisdetektionseinrichtung, welches Auskunft hinsichtlich des Vorhandenseins von Eisansatz an einer bestimmten Stelle der aerodynamischen Oberfläche gibt, gesteuert werden.Therefore, it is proposed in particular as an advantageous development of the invention according to the first aspect, to generate an ice detection signal according to the second aspect of the invention for controlling the defrosting laser system, which informs about the presence of ice (approach) to potentially enteisenden points of the aerodynamic surface of an aircraft. Thus, the deicing laser can be controlled by means of the ice detection signal of the ice detection device, which gives information regarding the presence of ice accumulation at a certain point of the aerodynamic surface.
Der Enteisungslaser kann über die vor Eisansatz zu schützende bzw. davon zu befreiende Oberfläche geführt werden, wobei der Enteisungslaser jeweils in Abhängigkeit vom der aktuellen Stellen zugeordneten Eisdetektionssignal aktiviert und/oder insbesondere die Parameter des Enteisungslaser entsprechend dem vorhandenen Eisansatz an der jeweiligen Stelle eingestellt wird. D. h., das Eisdetektionssignal kann derart sein, dass es nicht nur digital informiert, ob Eisansatz vorhanden ist oder nicht, sondern auch Informationen über die jeweilige Dicke bzw. Stärke und/oder Qualität des Eisansatzes an der jeweiligen Stelle enthält.The de-icing laser can be guided over the surface to be protected or liberated from ice formation, the deicing laser being activated in each case depending on the ice detection signal assigned to the current locations and / or in particular the parameters of the deicing laser being set at the respective location according to the existing ice accumulation. That is, the ice detection signal may be such that it not only digitally informs whether ice accumulation is present or not, but also includes information about the respective thickness or quality of the ice accumulation at the particular location.
Gemäß einer besonderen Ausführung wird zur Erzeugung des Eisdetektionssignals vorgeschlagen, als Eisdetektionseinrichtung ebenfalls im Rumpf des Luftfahrzeugs einen Sensor nach Art eines Raman-Spektroskops zu verwenden. D. h., die Auswertevorrichtung kann eingerichtet sein, die von der optischen Empfangsvorrichtung empfangene optische Strahlung basierend auf dem Prinzip der Raman-Spektroskopie auszuwerten.According to a particular embodiment, it is proposed for the generation of the ice detection signal to also use a sensor in the manner of a Raman spectroscope as an ice detection device in the fuselage of the aircraft. That is, the evaluation device may be configured to evaluate the optical radiation received by the optical receiving device based on the principle of Raman spectroscopy.
Hierfür wird vorgeschlagen, die ggf. zu enteisenden aerodynamischen Oberflächen, insbesondere selektiv Teilbereiche bzw. Stellen davon, mit monochromatischen Licht zu bestrahlen. Das dabei reflektierte und/oder gestreute Licht kann dann mittels Raman-Spektroskopie, d. h. die durch Raman-Streuung auftretende Frequenzverschiebung beim monochromatischen Licht ausgewertet werden. Bei einer selektiven, insbesondere punktförmigen, Bestrahlung mit monochromatischem Licht ist auch eine einfache Zuordnung des Detektionsergebnis zu einem Teilbereich bzw. einer Stelle der vorbestimmten aerodynamischen Oberfläche des Luftfahrzeuges möglich.For this purpose, it is proposed to irradiate the possibly aerodynamic surfaces to be deiced, in particular selectively subareas or points thereof, with monochromatic light. The reflected and / or scattered light can then be detected by Raman spectroscopy, i. H. the frequency shift in the monochromatic light occurring due to Raman scattering is evaluated. In a selective, in particular punctiform, irradiation with monochromatic light, a simple assignment of the detection result to a partial area or a location of the predetermined aerodynamic surface of the aircraft is also possible.
Hierfür eignet sich monochromatisches Licht einer Wellelänge im Bereich der Reflexionsfrequenz von Wassereis, insbesondere zwischen 1,0 bis 2,5 μm, besonders bevorzugt bei 1,65 μm. Generell wurde brauchbare Ergebnisse mit Licht im Bereich von 1000 nm bis 30.000 nm erzielt. For this purpose, monochromatic light of a wavelength in the range of the reflection frequency of water ice, in particular between 1.0 to 2.5 .mu.m, particularly preferably at 1.65 .mu.m. In general, useful results have been achieved with light in the range of 1000 nm to 30,000 nm.
Es wurde gefunden, dass vorhandene Wassermoleküle im Eisansatz, die mit monochromatischem Licht bestrahlt werden, das Licht charakteristisch, insbesondere unelastisch, streuen. Das Licht wird nämlich bei der an Wassermolekülen im Eisansatz erfolgenden Raman-Streuung unelastisch gestreut. Dadurch finden sich im Spektrum des Streulichts neben einer intensiven Spektrallinie, die der monochromatischen Lichtquelle entspricht, zusätzliche Spektrallinien.It has been found that existing water molecules in the ice batch, which are irradiated with monochromatic light, the light scatter characteristic, in particular inelastic. The light is in fact scattered inelastically in the case of the Raman scattering taking place on water molecules in ice formation. As a result, additional spectral lines are found in the spectrum of the scattered light in addition to an intense spectral line which corresponds to the monochromatic light source.
Die zusätzlichen – durch unelastische Streuung auftretenden – Spektrallinien sind gegenüber der Frequenz der Lichtquelle für Eis charakteristisch verschoben. Entsprechend kann der erfindungsgemäße Eisdetektor das Spektrum des reflektierten Lichts bzw. relevante Teile davon erfassen und in einer Raman-Auswerteeinheit auswerten. Mit anderen Worten, Eisansatz kann erfindungsgemäß an den relevanten aerodynamischen Oberflächen anhand eines Raman-Spektrums von unelastisch gestreutem Detektionslicht einer vorbestimmten Wellenlänge erkannt werden.The additional spectral lines occurring due to inelastic scattering are characteristically shifted with respect to the frequency of the light source for ice. Accordingly, the ice detector according to the invention can detect the spectrum of the reflected light or relevant parts thereof and evaluate it in a Raman evaluation unit. In other words, ice accumulation can be detected according to the invention on the relevant aerodynamic surfaces on the basis of a Raman spectrum of inelastically scattered detection light of a predetermined wavelength.
Für die Aufnahme des Raman-Spektrums, insbesondere selektiv für Stellen oder einen Bereich der zu überwachenden Oberfläche, eignet sich besonders eine fokussierbare intensive monochromatische Lichtquelle. In einer besonderen Ausführung wird daher in der Eisdetektionseinrichtung ein Eisdetektionslaser als Lichtquelle eingesetzt. Ein Laserstrahl ist zeitlich und räumlich kohärent, parallel und kann gut fokussiert werden. Damit kann das Eisdetektionssignal besonders vorteilhaft mit hoher Genauigkeit einer jeweiligen Stelle bzw. einem Bereich auf der aerodynamischen Oberfläche zugeordnet werden.For the recording of the Raman spectrum, in particular selectively for locations or an area of the surface to be monitored, a focusable intense monochromatic light source is particularly suitable. In a particular embodiment, an ice detection laser is therefore used as the light source in the ice detection device. A laser beam is temporally and spatially coherent, parallel and can be well focused. Thus, the ice detection signal can be particularly advantageously associated with high accuracy of a respective location or an area on the aerodynamic surface.
Beispielsweise kann einer der oben im Zusammenhang mit den Enteisungslasern genannten Laser als Eisdetektionslaser eingesetzt werden. Das Laserlicht liegt damit im Nahinfrarot(NIR)-Bereich. Im Raman-Detektor eignet sich zur Auswertung des NIR-Bereichs dann beispielsweise ein Germanium- bzw. InGaAs-Detektor.For example, one of the lasers mentioned above in connection with the deicing lasers can be used as the ice detection laser. The laser light is thus in the near-infrared (NIR) range. In the Raman detector, for example, a germanium or InGaAs detector is suitable for evaluating the NIR range.
In einer besonderen Weiterbildung wird der Enteisungslaser selbst als Eisdetektionslaser gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung verwendet. Dabei wird die Leistung des Enteisungslasers geeignet verringert, um mglw. Stellen des Luftfahrzeugs ohne Eisansatz nicht zu beschädigen.In a particular development, the deicing laser itself is used as the ice detection laser according to the second aspect of the invention. The power of the deicing laser is suitably reduced to mglw. Do not damage the aircraft without ice accumulation.
Grundsätzlich kann die Laserleistung des Eisdetektionslasers für einen Eisdetektionsmodus herunter geregelt werden. Mit anderen Worten wird der Enteisungslaservorrichtung so eingerichtet, dass die Leistung und/oder Energiedichte des Enteisungslaserstrahls geeignet auf einen hohen Pegel zur Enteisung oder einen niedrigen Pegel nur zur Eisdetektion eingestellt bzw. umgeschaltet werden kann.Basically, the laser power of the ice detection laser can be downshifted for an ice detection mode. In other words, the defrosting laser device is set so that the power and / or energy density of the defrosting laser beam can be suitably set to a high level for defrosting or a low level for ice detection only.
Der Energieeintrag in eine bestimmte Stelle oder einen bestimmten Bereich kann auch über eine entsprechende Verweildauer des Enteisungslasers bzw. des Eisdetektionslasers gesteuert werden. Beispielsweise können hierfür die Laserparameter so eingestellt sein, dass bei einer entsprechend kurzen Verweildauer ein geeigneter Grenzwert für den Energieeintrag über das Laserlicht nicht überschritten wird, jedoch ein ausreichend signifikantes Raman-Spektrum erzeugt wird.The energy input into a specific location or a specific area can also be controlled via a corresponding dwell time of the deicing laser or the ice detection laser. For example, for this purpose, the laser parameters can be adjusted so that a suitable limit for the energy input via the laser light is not exceeded in a correspondingly short residence time, however, a sufficiently significant Raman spectrum is generated.
Wenn das Vorhandensein von Eisansatz im Raman-Spektrum erkannt wird, kann der Eisdetektionslaser in einem Enteisungsmodus als Enteisungslaser auf der selben Stelle entweder für eine vorbestimmte Zeitdauer verweilen und/oder die Leistung des Lasers hoch geregelt werden, bis die entsprechend weiter erfolgende Auswertung des Raman-Spektrums die ausreichende Beseitigung des Eisansatzes anzeigt.When the presence of ice accumulation in the Raman spectrum is detected, the ice detection laser in a deicing mode may deplete as the deicing laser at the same location either for a predetermined period of time and / or the laser power may be highly controlled until the corresponding further evaluation of the Raman Spectrum indicating adequate elimination of ice accumulation.
Alternativ kann die Leistung des kombinierten Eisdetektionslasers und Enteisungslasers pro Laserpuls variiert werden. Beispielsweise könnte ein Primärlaser mit ausreichender Leistung für einen Enteisungsvorgang vorgesehen werden. Indem dieser Primärlaser in wenigstens zwei oder mehrere Lichtwellenleiterfasern eingekoppelt werden kann, kann die Laserleistung entsprechend der Aufteilung und entsprechend einer Variation der Wirkfläche variiert werden.Alternatively, the power of the combined ice detection laser and deicing laser may be varied per laser pulse. For example, a primary laser with sufficient power could be provided for a de-icing process. By this primary laser can be coupled into at least two or more optical fibers, the laser power can be varied according to the distribution and according to a variation of the effective area.
Alternativ kann dieses Prinzip auch über eine entsprechende Einstellung des Abstrahlsystems, insbesondere einer Abstrahloptik erfolgen. D. h., über eine entsprechende Aufweitung des Primärlaserstrahls kann die Wirkfläche des Lasers vergrößert und damit die auf die Flächen bezogene Leistung zur Verwendung als Eisdetektionslaser reduziert werden und umgekehrt.Alternatively, this principle can also take place via a corresponding adjustment of the emission system, in particular an abstraction. That is, via a corresponding expansion of the primary laser beam, the effective area of the laser can be increased and thus the power related to the areas can be reduced for use as an ice detection laser and vice versa.
In einer Ausführung wird beispielsweise mittels einer Aufteilung bzw. Auffächerung des Primärlasers und damit entsprechend einer Verteilung der Gesamtleistung des Primärlasers auf eine größere Fläche eine entsprechende Leistungsreduktion bewirkt. Der damit erzeugte größere Laserpunkt wird als Eisdetektionslaser verwendet. Sobald Eisansatz erkannt wird, wird die Laserenergie nur über eine oder entsprechend wenige Lichtwellenleiterfaser(n) abgestrahlt bzw. der Primärlaserstrahl gebündelt oder fokussiert. Der Primärlaser wird dann als Enteisungslaser eingesetzt.In one embodiment, for example, by means of a division or fanning of the primary laser and thus corresponding to a distribution of the total power of the primary laser on a larger area, a corresponding reduction in power causes. The larger laser spot generated thereby is used as an ice detection laser. As soon as ice formation is detected, the laser energy is radiated only over one or a correspondingly small number of optical fiber (s) or the primary laser beam is bundled or focused. The primary laser is then used as a de-icing laser.
Durch die Doppelfunktion des Primärlasers als Enteisungslaser und als Eisdetektionslaser kann das Gesamtsystem sowie sein Platzbedarf weiter verkleinert werden.Due to the dual function of the primary laser as deicing laser and as ice detection laser, the overall system and its space requirement can be further reduced.
Es wurde gefunden, dass sich als Primärlaser ein Laser mit einer Frequenz bzw. Wellenlänge besonders gut eignet, die sich zum Einen für einen Energieeintrag in Eis und zum Anderen für die Raman-Spektroskopie besonders gut eignet. Beispielsweise kann einer der oben im Zusammenhang mit dem Enteisungslaser vorgeschlagenen Laser verwendet werden.It has been found that a laser with a frequency or wavelength is particularly well suited as a primary laser, which is particularly well suited for an energy input in ice and on the other for Raman spectroscopy. For example, one of the lasers proposed above in connection with the deicing laser may be used.
Eis hat eine deutliche Reflektionsfrequenz im bereich von 1,0 bis 3 μm. Besonders gute Auflösungen bei der Raman-Spektroskopie werden im Bereich von 1,65 μm erreicht.Ice has a significant reflection frequency in the range of 1.0 to 3 microns. Particularly good resolutions in Raman spectroscopy are achieved in the range of 1.65 μm.
Bei einer Modifikation des Enteisungssystems befindet sich der Ort, an dem die Erzeugung des Enteisungslasers und/oder des Eisdetektionslasers statt findet, an einer anderen Stelle im Luftfahrzeug, als die Position am Rumpf, die sich für die Abstrahlung eines Laserstrahls zur Überwachung und ggf. Enteisung der relevanten aerodynamischen Oberfläche(n) des Luftfahrzeugs besonders gut eignet.In a modification of the de-icing system, the location at which the deicing laser and / or the ice detection laser is generated is located at a different location in the aircraft than the fuselage position that is responsible for the emission of a laser beam for monitoring and possibly deicing the relevant aerodynamic surface (s) of the aircraft is particularly well suited.
Wie oben diskutiert, wird eine Sichtlinie zu den Punkten der aerodynamischen Oberfläche gegeben sein. Hierzu kann der jeweilige Laserstrahl beispielsweise mittels geeigneter Lichtleitmittel, wie einem Lichtwellenleiter, vom Ort der Erzeugung zur entsprechenden Abstrahleinrichtung, beispielsweise einer Abstrahloptik, geführt werden. Damit kann die Einrichtung zur Laserstrahlerzeugung an einem hierfür besonders günstigen Ort im Luftfahrzeug untergebracht werden.As discussed above, there will be a line of sight to the points of the aerodynamic surface. For this purpose, the respective laser beam can be guided, for example, by means of suitable light-conducting means, such as an optical waveguide, from the place of production to the corresponding emitting device, for example an abstraction. Thus, the device for laser beam generation can be accommodated in a particularly favorable location in the aircraft.
Entsprechend kann auch die Auswertungseinheit der Eisdetektionseinrichtung ebenfalls an einem geeigneten Ort im Inneren des Luftfahrzeugs untergebracht sein.Accordingly, the evaluation unit of the ice detection device can also be accommodated at a suitable location in the interior of the aircraft.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die Empfangsoptik für das Eisdetektionssystem nicht zwingend auf der Sichtlinie vom Abstrahlpunkt des Eisdetektionslasers liegen muss, da das Streulicht in nahezu alle Richtungen vom angestrahlten Punkt auf der aerodynamischen Oberfläche weggestreut wird und ausreichend erfasst werden kann.In this context, it should be noted that the receiving optics for the ice detection system does not necessarily have to be on the line of sight from the emission point of the ice detection laser, since the scattered light is scattered in almost all directions from the illuminated point on the aerodynamic surface and can be sufficiently detected.
Schließlich ist in einer Weiterbildung des ersten und/oder des zweiten Aspektes der Erfindung vorgesehen, einen Kalibrierungspunkt oder mehrere Kalibrierungspunkte an den relevanten aerodynamischen Oberflächen des Luftfahrzeuges einzurichten. Kalibriert werden können dabei die Laserleistung und/oder das Abstrahlsystem zur Laserstrahlführung. Die Kalibrierungspunkte können aktive oder passive Kalibrierungselemente sein.Finally, in one development of the first and / or the second aspect of the invention, provision is made to set up a calibration point or a plurality of calibration points on the relevant aerodynamic surfaces of the aircraft. The laser power and / or the radiation system for laser beam guidance can be calibrated. The calibration points can be active or passive calibration elements.
Ein passives Kalibrierungselement ist gemäß einer Ausführung so ausgestaltet, dass sich die Einstellung, insbesondere die Zielführung, des Eisdetektionslasers damit kalibriert werden kann. Dazu besitzt der Kalibrierungspunkt eine vorbestimmte Beschaffenheit, die beispielsweise ein Kalibrierungsmuster im Raman-Spektrum erzeugt.A passive calibration element according to an embodiment is designed so that the setting, in particular the guidance, of the ice detection laser can be calibrated with it. For this purpose, the calibration point has a predetermined nature, which generates, for example, a calibration pattern in the Raman spectrum.
Beispielsweise kann eine passive Kalibrierung könnte mittels einer oder mehrerer vorbestimmter Reflektionsmarken oder Absorptionsmarke erfolgen. Das Eisdetektionssystem könnte auch über bekannte Eigenschaften der zu enteisenden Oberfläche kalibriert werden. Beispielsweise könnte das System aufgrund der bekannten Kontur des Flügels sowie anhand des spezifischen Reflektions- und/oder Absorptionsverhalten im Vergleich zum Hintergrund kalibriert werden.For example, a passive calibration could be done by means of one or more predetermined reflection marks or absorption marks. The ice detection system could also be calibrated via known properties of the surface to be deiced. For example, the system could be calibrated based on the known contour of the blade and on the specific reflection and / or absorption behavior compared to the background.
Bei einem aktiven Kalibrierungselement handelt es sich im Wesentlichen um ein Sensorelement, dass bei einer Bestrahlung mit dem Enteisungslaser und/oder Eisdetektionslaser ein entsprechendes Kalibrierungssignal ausgibt.An active calibration element is essentially a sensor element that emits a corresponding calibration signal upon irradiation with the deicing laser and / or ice detection laser.
Da die Lage der jeweiligen oder des Kalibrierungspunkte(s) auf der Oberfläche bekannt ist, kann damit die mechanische Steuerung bzw. Führung des jeweiligen Laserstrahls, d. h. des Enteisungslasers und/oder Eisdetektionslasers, justiert bzw. abgeglichen werden.Since the position of the respective or the calibration point (s) on the surface is known, so that the mechanical control or guidance of the respective laser beam, d. H. the deicing laser and / or ice detection laser, adjusted or adjusted.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Enteisungsverfahren zur Enteisung aerodynamischer Oberflächen eines Luftfahrzeugs gemäß Anspruch 13. Das Enteisungsverfahren kann grundsätzlich mit der vorstehend beschriebenen Ausführung der Enteisungsvorrichtung durchgeführt werden und weist daher dieselben Vorteile auf.A further aspect of the invention relates to a de-icing method for deicing aerodynamic surfaces of an aircraft according to claim 13. The deicing method can basically be carried out with the above-described embodiment of the deicing device and therefore has the same advantages.
Das Enteisungsverfahren weist auf: Erfassen von Eisansatz an Stellen wenigstens einer aerodynamischen Oberfläche eines Luftfahrzeugs, insbesondere einer Tragfläche und/oder einer Vorflügelkante und/oder einer Vorderkante eines Höhen- und/oder Seitenruders und/oder einer J-Nose oder einer Treibwerksgondel und/oder dergleichen, und Bereitstellen eines der jeweiligen Stelle zugeordneten Eisdetektionssignals; und Ablösen von Eisansatz durch Bestrahlen der Stellen der aerodynamischen Oberfläche mit einem Enteisungslaserstrahl, wobei ein Energieeintrag mittels dem Enteisungslaserstrahl in die jeweilige Stelle entsprechend dem Eisdetektionssignal gesteuert wird.The de-icing method comprises: detecting ice accumulation at locations on at least one aerodynamic surface of an aircraft, in particular an airfoil and / or leading edge and / or leading edge of a rudder and / or rudder and / or a J-nose or a power nacelle and / or and the like, and providing an ice detection signal associated with the respective location; and detaching ice accumulation by irradiating the locations of the aerodynamic surface with a deicing laser beam, wherein an energy input by means of the deicing laser beam is controlled into the respective location corresponding to the ice detection signal.
In einer Ausführung weist das Enteisungsverfahren weiter auf: Empfangen von an den Stellen der vorbestimmten aerodynamischen Oberfläche reflektierter optischer Strahlung; Auswerten der empfangenen optischen Strahlung zur Erkennung der Anwesenheit von Eisansatz an der jeweiligen Stelle der aerodynamischen Oberfläche, insbesondere bei Anwesenheit von Eis hinsichtlich der Dicke und/oder der Qualität des Eises, und Ausgeben eines der jeweiligen Stelle zugeordneten Signals als das Eisdetektionssignal. In one embodiment, the de-icing method further comprises: receiving optical radiation reflected at the locations of the predetermined aerodynamic surface; Evaluating the received optical radiation to detect the presence of ice accumulation at the respective location of the aerodynamic surface, in particular in the presence of ice in thickness and / or quality of ice, and outputting a signal associated with the respective location as the ice detection signal.
Bei einer besonderen Ausführung des Enteisungsverfahrens findet das Auswerten der empfangenen, insbesondere unelastische gestreuten, optischen Strahlung basierend auf dem Prinzip der Raman-Spektroskopie hinsichtlich der Anwesenheit von Eisansatz an der jeweiligen Stelle, insbesondere bei Anwesenheit von Eis hinsichtlich der Dicke und/oder der Qualität des Eises statt.In a particular embodiment of the de-icing method, the evaluation of the received, in particular inelastic, scattered optical radiation based on the Raman spectroscopy takes place with regard to the presence of ice accumulation at the respective location, in particular in the presence of ice in terms of thickness and / or quality Ice instead.
(Weitere Vorteile der Erfindung)(Further advantages of the invention)
Ein Enteisungssystem gemäß der Erfindung ermöglicht es, ein herkömmliches pneumatisches bzw. ineffizientes elektrisches Enteisungssystem an einem Luftfahrzeug in Wegfall zu bringen und damit einzusparen.A deicing system according to the invention makes it possible to eliminate a conventional pneumatic or inefficient electrical deicing system on an aircraft and thus to save.
Das Enteisungssystem in der hier vorgeschlagenen Konfiguration kann beispielsweise in Form eines Gerätemoduls an einer geeigneten Stelle im Flugzeugrumpf untergebracht werden. Es wird davon ausgegangen, dass das System der Erfindung gewichtsneutral verglichen mit einem herkömmlichen System ist. In jedem Fall ist das erfindungsgemäße System einfacher zu installieren und einfacher zu warten.The de-icing system in the configuration proposed here can, for example, be accommodated in the form of a device module at a suitable location in the aircraft fuselage. It is believed that the system of the invention is weight neutral as compared to a conventional system. In any case, the system of the invention is easier to install and easier to maintain.
Weiter kann bei Ersatz eines TAI-Systems basierend auf Zapfluft durch ein erfindungsgemäßes Enteisungssystems die Vorderkante der Flügel von einem Platzproblem befreit werden. Damit wird eine weitere Gewichtseinsparung durch Optimierung der Fixed Leading Edge(FLE)-Struktur, insbesondere des Hohlraums zwischen Flügelkastenvorderholm und aerodynamischer Oberfläche, möglich.Further, when replacing a TAI system based on bleed air by a deicing system according to the invention, the leading edge of the wings can be freed from a space problem. This will allow further weight savings by optimizing the Fixed Leading Edge (FLE) structure, in particular the cavity between the front wing spar and the aerodynamic surface.
Durch den Wegfall eines TAI-Systems basierend auf Triebwerkszapfluft, kann auch das Risiko durch austretende heiße Gase in der FLE-Struktur vermindert werden.By eliminating a TAI system based on engine bleed air, the risk of escaping hot gases in the FLE structure can also be reduced.
Weiter kann die Klimatisierung für die Droop-Nose beim Hochauftriebsystem am Vorflügel reduziert werden, was zu weiteren Gewichtseinsparung führt. Bei Verwendung eines eingangs erläuterten pneumatischen TAI-Systems erwärmt sich der Holraum in der FLE teilweise so stark, dass bei einigen Luftfahrzeugen eine separate Klimaanlage konzipiert wurde, um diesen Inneren Teil des Flügels wieder aktiv zu kühlen.Furthermore, the air conditioning for the droop nose can be reduced in the high-lift system on the slat, resulting in further weight savings. When using a pneumatic TAI system explained in the introduction, the hollow space in the FLE heats up to such an extent that in some aircraft a separate air conditioning system has been designed to actively cool this inner part of the wing again.
TAI-Systeme sind gerade im Reiseflug für deutlich höheren Treibstoffverbrauch ursächlich. Durch den Wegfall eines TAI-Systems basierend auf Triebwerkszapfluft erhöht sich entsprechend der Triebwerkswirkungsgrad, was unmittelbar zu Kraftstoffeinsparung und/oder einer vergrößerten Reichweite des Luftfahrzeugs führt.TAI systems are responsible for significantly higher fuel consumption, especially in cruising flight. The elimination of a TAI system based on engine bleed air correspondingly increases engine efficiency, resulting directly in fuel economy and / or increased range of the aircraft.
Das erfindungsgemäße Enteisungssystem ermöglicht eine Enteisung von Teilen eines Flügels, die bis heute nicht durch konventionelle Enteisungsmaßnahmen erreicht werden können, wie beispielsweise die: J-Nose, die Nacelle, die Tailplanes.The de-icing system according to the invention enables de-icing of parts of a wing which until today can not be achieved by conventional de-icing measures, such as: J-Nose, Nacelle, Tailplanes.
Die J-Nose ist der Bereich des Flügels unmittelbar über dem Triebwerk und die Nacelle ist die Treibwerksgondel, wobei eine Enteisung der Triebwerksverkleidung üblicherweise im Flug kein, wohl aber am Boden ein Problem sein kann.The J-Nose is the area of the wing immediately above the engine and the Nacelle is the propulsion nacelle, with de-icing of the cowling usually not being a flight in flight, but a problem on the ground.
Tailplanes sind die Höhen- und Seitenleitwerke, die gegenwärtig bei Luftfahrzeugen nicht im Flug sondern nur am Boden durch Besprühen enteist werden. Es sind vereinzelt Unfälle aufgrund vereister Querruder bekannt geworden.Tailplanes are the vertical and vertical stabilizers that are currently de-aerated in airplanes not in flight but only on the ground by spraying. There have been isolated accidents due to icy ailerons.
Mit herkömmlichen TAI-Systemen im Stand der Technik können nicht alle Vorflügelelemente (SLATS) aufgrund von Platzproblem für die notwendigen Pneumatikleitungen enteist werden. Jedoch können gerade weiter auseinander liegende Vorflügelelemente im Flug häufiger und stärker vereisen als die inneren.With conventional TAI systems in the prior art, not all slat elements (SLATS) can be deiced due to space constraints for the necessary pneumatic lines. However, straight ahead vane elements may more often and more freeze in flight than the inner ones.
Schließlich ist das vorgeschlagene Enteisungssystem für Airlines von Vorteil, da die Enteisung am Boden eine Dienstsleistung ist, die beim jeweiligen Flughafenbetreiber eingekauft werden muss und fast immer zu Verzögerungen im Flugbetrieb führt. Ein erfindungsgemäßes Enteisungssystem stellt damit eine signifikante Wertsteigerung des Luftfahrzeuges und damit einen Wettbewerbsvorteil gegenüber Flugzeugen, die noch herkömmlich enteist werden müssen, dar.Finally, the proposed de-icing system is advantageous for airlines, as ground de-icing is a service which must be purchased from the respective airport operator and almost always leads to delays in flight operations. A de-icing system according to the invention thus represents a significant increase in the value of the aircraft and thus a competitive advantage over aircraft which still have to be defrosted conventionally.
Kurzbeschreibung der ZeichnungsfigurenBrief description of the drawing figures
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, sowie Ausführungsbeispiele hierzu, werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren näher erläutert. Funktionsähnliche Bauteile oder Komponenten sind teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die innerhalb der Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben”, „unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normal lesbaren Figurenbezeichnung und Bezugszeichen. Hierbei zeigt:Further advantageous embodiments of the invention, as well as embodiments thereof, are explained in more detail below in conjunction with the accompanying drawing figures. Functionally similar components or components are partially provided with the same reference numerals. The terms "left", "right", "top", "bottom" used in the description of the embodiment refer to the drawing figures in a Alignment with normal readable figure designation and reference numerals. Hereby shows:
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments
Das Flugzeug
Der linke und der rechte Tragflügel
Im Bereich des hinteren Endes
Die jeweiligen Vorderkanten
Ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes linkes Enteisungssystem
In der
Alternativ könnte für die Vorderkante
Es versteht sich, dass die in
Weiter ist in
Zur besseren Darstellung sind nur beim näher am Flugzeugrumpf
Wie eingangs erläutert ist das Enteisungslasersystem
Bei dem in
Bevorzugt wird eine Pulsfrequenz von kleiner 15 Hz verwendet. Die Pulsfrequenz liegt dann unterhalb der Hörschwelle des menschlichen Ohrs und es werden keine zusätzlichen, vom Menschen wahrnehmbare, Geräuschemissionen erzeugt.Preferably, a pulse frequency of less than 15 Hz is used. The pulse rate is then below the hearing threshold of the human ear and no additional, man-perceivable, noise emissions are generated.
Wie eingangs erläutert, wird für das Enteisungssystem
Das Enteisungssystem
Bei dem Puls-Enteisungslaser als Enteisungslaser kann mittels der Pulslänge bzw. Pulsdauer als ein Parameter die Eindringtiefe des Lasers ins Eis beeinflusst werden. Die Eindringtiefe kann dabei bis zu einem hundertstel Millimeter justiert und damit sehr genau kontrolliert werden. D. h., indem über die vorstehenden Einstellungen des Enteisungslaserstrahls
Je nach Einstellung kann so Eisansatz beginnend von der Oberfläche her, bevorzugt unmittelbar über der aerodynamischen Oberfläche (z. B. ca. 1 mm) zerstört werden, sodass das darüberliegende Eis abbricht, weil dann seine Verbindung zum Untergrund fehlt.Depending on the setting, ice accumulation, starting from the surface, preferably immediately above the aerodynamic surface (eg, about 1 mm), can be destroyed, so that the overlying ice breaks off, because then its connection to the ground is missing.
Dazukommt, dass sich das mit dem Enteisungslaserstrahl
Wie eingangs erläutert, kann bei dem erfindungsgemäßen Enteisungssystem
Für die entsprechende Steuerung des Enteisungssystems
Der Enteisungslaserstrahl
Hierzu werden bei der Aktivierung des Enteisungslaserstrahls
In der gezeigten besonderen Weiterbildung informiert das Eisdetektionssignal EDS also nicht nur digital, ob Eisansatz vorhanden ist oder nicht, sondern auch über die jeweilige Dicke bzw. Stärke und/oder Qualität (beispielsweise amorph oder kristallin) des Eisansatzes an der jeweiligen Stelle
Zur Erzeugung des Eisdetektionssignals EDS ist in einer Eisdetektionseinrichtung
Besonders vorteilhaft wird im dargestellten Ausführungsbeispiel der Enteisungslaserstrahl
Um die Laserleistung des Enteisungslaserstrahls
Alternativ oder zusätzlich wird die Leistung des Enteisungslaserstrahls
Die zu enteisenden aerodynamische Oberfläche wird somit selektiv, d. h. jeweils nur ein Teilbereiche bzw. eine Stelle davon, mit dem Enteisungslaserstrahl
Sobald Eisansatz mittels entsprechender Auswertung des Raman-Spektrums erkannt wird, wird der Enteisungslaserstrahl
Zur Einstellung des Enteisungslaserstrahls
Weiter steuert die Steuereinrichtung
In einer Ausführung ist der Enteisungslaserstrahl
Wie eingangs erläutert, kann die Erzeugung des Enteisungslaserstrahl
Die Abstrahleinrichtung
Im Inneren der Abstrahleinrichtung bzw. Abstrahloptik
Weiter besitzt die Abstrahleinrichtung bzw. Abstrahloptik
Die Steuerungseinrichtung
Eine Kalibrierung der Abstrahleinrichtung erfolgt mittels vorbestimmter Kalibrierungspunkte
Die Kalibrierungspunkte
Als Kalibrierungspunkte
Da der Ort des jeweiligen Kalibrierungspunkts der Steuerungseinrichtung
Hinsichtlich der Detektion von Eisansatz durch eine Abtastung von Oberflächen mittels Raman-Spektroskopie sei kurz Folgendes angemerkt. Der Erfinder hat erkannt, dass wenn man Raman-Spektroskopie beispielsweise als ein bildgebendes Verfahren verwendet, wobei basierend auf dem Raman-Spektrum des Reflektionslichts jeweiliger untersuchter Stellen einer Fläche zur Visualisierung der Eigenschaften der Oberfläche eine Einfärbung der Stellen basierend auf dem Raman-Spektrum erfolgt, Eisansatz auf der Oberfläche erkannt werden kann.With regard to the detection of ice accumulation by scanning surfaces by means of Raman spectroscopy, the following is briefly noted. The inventor has recognized that, for example, when using Raman spectroscopy as an imaging method, based on the Raman spectrum of the reflected light of respective examined areas of a surface for visualizing the properties of the surface, coloring of the sites based on the Raman spectrum occurs; Ice accumulation on the surface can be detected.
Weiter kann mittels der Auswertung des unelastisch gestreuten Reflexionslichtes nicht nur das Vorhandensein von Eisansatz bzw. die Abwesenheit von Eis erkannt bzw. verifiziert werden, sondern auch auf die Qualität von vorhandenem Eis geschlossen werden. Unterschiedliche Eisqualitäten (z. B. kristallines oder amorphes Eis) lassen sich dabei anhand unterschiedlicher Strukturen differenzieren bzw. identifizieren.Further, by the evaluation of the inelastically scattered reflection light, not only the Presence of ice accumulation or the absence of ice are detected or verified, but also be concluded on the quality of existing ice. Different ice qualities (eg crystalline or amorphous ice) can be differentiated or identified on the basis of different structures.
Beispielsweise kann bei der vorstehend beschriebenen Visualisierung aus der Farbintensität auf die Dicke des Eisansatzes bzw. der Eisschicht geschlossen werden und/oder aus dem Farbwert bzw. der Farbtemperatur die Eisqualität, wie beispielsweise kristallin, hexagonal, amorph, o. ä. ermittelt werden.For example, in the above-described visualization of the color intensity on the thickness of the ice mixture or the ice layer are closed and / or from the color value or the color temperature, the ice quality, such as crystalline, hexagonal, amorphous, o.
Somit eignet sich besonders bei der im Zusammenhang mit dem hier diskutierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur kombinierten Eisdetektion und Eisentfernung eine Auswertung nach Art der Raman-Spektroskopie besonders, da hier die selbe Laserquelle sowohl für die Eiserkennung als auch die Eisentfernung verwendet werden kann.Thus, especially in connection with the embodiment of the invention for combined ice detection and ice removal discussed here, evaluation in the manner of Raman spectroscopy is particularly suitable since the same laser source can be used for both ice detection and ice removal.
Die Erfindung verbessert somit ein Luftfahrzeug durch eine Enteisungsvorrichtung zur Enteisung bestimmter aerodynamischer Oberflächen des Luftfahrzeugs und ein entsprechendes Enteisungsverfahren. Die Enteisungsvorrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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