JP6757786B2 - 航空機における氷の形成を検出するための装置 - Google Patents
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Description
層との間に設けられた接着材料層をさらに備える。
は、1.0またはそれより大きい最小値で始まり10.0又はそれより小さい最大値で終わるすべての部分範囲、例えば1.0〜5.3や4.7〜10.0や3.6〜7.9を含むと考えられるべきである。
の粒子または氷の結晶として、雲の中や雲の近くに存在し得る。本明細書に記載の氷検出器は、特に、浮遊する氷の粒子として存在する氷ではなく、上述した着氷プロセスによって航空機の表面に蓄積した氷の有無を検出するために用いることができる。例えば、いくつかの実施形態において、本明細書に記載の氷検出器は、1回又は複数回の着氷による氷の蓄積を検出するように動作可能な、いわゆる「集積」または「蓄積」型の氷検出器である。ただし、本明細書に記載の氷検出器は、集積または蓄積型氷検出器に限られない。本明細書に記載の氷検出器は、他の検出器構造を備えていてもよい。本明細書に記載の氷検出器は、以下にさらに詳しく述べるように、本開示の目的と矛盾しない限り、いかなる氷検出構造を含んでいてもよい。
氷エンベロープ」という)で航空機が操作されている時に、特に重要である。このような付属書Cの着氷条件または着氷エンベロープは、「連続最大着氷(continuous maximum icing)」条件、「断続最大着氷(intermittent maximum icing)」条件、「離陸最大着氷(takeoff maximum icing)」条件を含み得る。「連続最大着氷」条件は、連続する大気
着氷条件の最大の度合いを意味し、変数である雲の液相水量、雲粒の平均有効径、及び周囲温度と、図1に示したようなこれら3つの変数の相互関係とによって規定される。図1は、付属書Cに掲載された図に一致している。付属書Cで説明されているように、高度及び温度の観点からの限界着氷エンベロープ(limiting icing envelope)は、図2に示し
たとおりである。雲の液相水量と、液滴径および高度との相互関係は、図1及び図2から決まる。ある水平範囲(17.4海里以外)の連続最大着氷条件の雲の液相水量は、図1の液相水量の値に、図3に示す適切な係数を掛けた値によって決まる。図2及び図3も、付属書Cに掲載された図に一致している。
液滴の平均有効径、及び、地上レベルの周囲温度マイナス9度によって定義される。離陸最大着氷条件は、地上レベルから、離陸面から1500フィートの高さまでにわたっている。
集積型氷検出器であると仮定したものである。
cm2/sec以下の熱拡散率を示す。
〜約80パーセント、約40パーセント〜約99パーセント、約50パーセント〜約99パーセント、約60パーセント〜約99パーセント、約70パーセント〜約99パーセント、約70パーセント〜約95パーセント、約80パーセント〜約95パーセント、約80パーセント〜約99パーセント、又は、約90パーセント〜約99パーセント、に設けられる。
である。
含む複合材料によって形成される。
p=ΔPS/ΔT (1)
同式において、PSは、焦電材料の自発分極であり、Tは温度である。さらに、式(1)の合計焦電係数pは、例えば、Sidney B.Langの「Pyroelectricity: From Ancient Curiosity to Modern Imaging Tool」、Physics Today、August2005に記載されているよ
うに、一定の電界及び一定の弾性応力で決定される。「一定の弾性応力」とは、ここでの参考のために述べると、焦電材料が、測定が行われる間クランプされずに、自由に熱的に膨張又は収縮可能な状態にあることを意味する。いくつかの実施形態において、焦電材料層を形成するために用いられる焦電材料は、約−20C/m2K〜約−600C/m2K、約−25C/m2K〜約−400C/m2K、約−75C/m2K〜約−600C/m2K、約−75C/m2K〜約−300C/m2K、約−100C/m2K〜約−600C/m2K、約−100C/m2K〜約−40C/m2K、又は約−100C/m2K〜約−300C/m2Kの合計焦電係数を有する。
0μm〜約500μmの平均厚みを有する。
て、プローブ表面に焦電材料層を設けてもよい。所望の場合は、まず、プローブ表面及び/又はキャップの内部に接着剤を塗布してもよい。次に、焦電材料のキャップをプローブ表面につける。焦電材料層をプローブ表面に設けるためのこのような方法を図9に示している。当業者であればわかるように、図9に示した種々の要素は、再現的なものであり、必ずしも正確な縮尺率で描かれていない。
おいて、焦電材料タイルの寸法は、プローブ表面の形状及び/又は表面積、プローブ表面の化学組成、光検出器のタイプ、及び/又は、焦電材料の化学組成または焦電特性に基づいて選択される。
組み合わせによって形成される。
であれば理解できるように、他の構成も可能である。
テムインテグレーション(110)が行われる。その後、航空機(102)は、例えば認証及び納品(112)の工程を経て、就航(114)に入る。顧客によるサービス中は、航空機(102)は、定例のメンテナンス及びサービス(116)(調整、変更、再磨き上げなども含む場合もある)のスケジュールに組み込まれる。
下請業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体(military entity)、サービス組織(service organization
)などであってもよい。
実験例
氷検出器
本明細書に記載の一実施態様による氷検出器は、以下のように作製される。まず、商用の磁歪氷検出器を入手する。例えば、当該氷検出器は、Goodrich 0781LH1、Goodrich 0781ND、又はMeggitt/Vibro-Meter EW-140といった氷検出であってもよい。氷検出器は、超
音波振動プローブを含む。次に、LiTaO3のブロックを、図9に示すように、中空の
実質的に円錐形または円筒形のキャップに機械加工する。このLiTaO3のキャップは
、最大壁厚が0.05インチ、高さが1.05インチ、外径が0.35インチである。
プを洗浄する。トルエンで超音波処理した後、水の超音波浴中にキャップを4分間置く。次に、キャップを、プラズマアッシャー(34%Ar、66%O2、250ワット、0.
5ミリバール)で30分間処理する。最後に、キャップをデシケーター内に約4時間置く。
も約1.5×10-3S/mの電気伝導率を有する。次に、ゴム手袋を着用したユーザーによって、あるいは、組立中に人の皮膚が装置に接触するのを回避する他の方法で、LiTaO3のキャップを、注意深くプローブに押し付ける。プローブが取り付けられた支柱(strut)表面または他の支持面に隙間無く嵌合するように、キャップをプローブに押し付ける。次に、キャップの開放端から押し出された余分な接着剤を、拭き取りにより除去する。
たはこれらの組み合わせによって形成されている、付記1に記載の方法。
またはこれらの組み合わせによって形成されている、付記11に記載の検出器。
Claims (10)
- 航空機の外面に設けられる氷検出器であって、プローブ表面と、前記プローブ表面の少なくとも一部に設けられた焦電材料層と、を備え、前記焦電材料層の表面は、帯電させると、当該焦電材料層の表面における水の局所的凝固点が航空機の飛行面における水の局所的凝固点よりも高くなるように構成されている、氷検出器。
- 前記プローブ表面と前記焦電材料層との間に設けられた接着材料層をさらに備える、請求項1に記載の検出器。
- 前記氷検出器は集積型氷検出器である、請求項1又は2に記載の検出器。
- 前記プローブ表面は、磁歪検出器構造の一部である、請求項1又は2に記載の検出器。
- 前記焦電材料層は結晶層である、請求項1〜4のいずれかに記載の検出器。
- 前記焦電材料層は準アモルファス層である、請求項1〜4のいずれかに記載の検出器。
- 前記焦電材料層は、連続する層または実質的に連続する層である、請求項1〜6のいずれかに記載の検出器。
- 前記焦電材料層はタイル層である、請求項1〜6のいずれかに記載の検出器。
- 前記焦電材料層は、LiTaO3、SrTiO3、BaTiO3、(SrxBa1−x)TiO3、SrZrO3、BaZrO3、(SrxBa1−x)ZrO3、PbZrO3、SrNb2O6、BaNb2O6、(SrxBa1−x)Nb2O6、Pb(Sc0.5Ta0.5)O3、またはこれらの組み合わせによって形成されている、請求項1〜8のいずれかに記載の検出器。
- 前記焦電材料層は、正に帯電される、請求項1〜9のいずれかに記載の検出器。
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