专利名称：一种飞机防冰装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及防冰装置，更具体地，本发明涉及一种用于飞机发动机进气道的飞机防冰装置。
背景技术：
飞机在结冰气象条件下飞行时可能发生结冰现象，尤其是飞机发动机进气道在发动机抽吸作用下更容易结冰。进气道结冰会改变发动机进气道内表面的轮廓，从而导致发动机进气道的有效进气面积减少，进而可能引起发动机推力下降和喘振。此外，累积在发动机进气道中的冰脱落可能会损伤发动机风扇叶片，严重时甚至会导致发动机熄火，从而影响飞行安全。因此，在结冰气象条件下需要及时地启动飞机防冰系统，以防止和/或去除飞行状态下的飞机上的积冰，特别是进气道内的积冰。需要注意的是，本申请中所涉及的术语 “冰”应当包括各种冰、霜及其混合物。为了防止积冰影响飞机的正常运行，一些型号的飞机上(例如B777型和A380型飞机)装备了飞机防冰系统。该飞机防冰系统包括结冰探测器和防冰控制器。其中，结冰探测器被安装在飞机的易积冰的位置，例如飞机机头、机翼或发动机进气道等，并被用于探测这些位置的积冰状态。例如，结冰探测器具有探头，该探头的振动频率与探头表面结冰的质量相关探头的振动频率会随着结冰质量的增大而上升。同时，该结冰探测器会比较探头振动频率与某一阈值。在探头振动频率超过该阈值后，探测器会发出结冰信号。防冰控制器与结冰探测器相耦接。当防冰控制器接收到结冰探测器发出的结冰信号后，该防冰控制器能够根据结冰信号自动启动或关闭防冰系统中的防冰模块，例如安装在发动机进气道中的防冰活门。此外，该防冰系统还设置有供操控人员手动操作的控制面板。该控制面板的命令会通过航电系统总线发送到防冰控制器，进而手动地控制防冰模块的运行。然而，在一些情况下航电系统总线可能会因为故障而无法使用，这样，控制面板的控制信号无法发送给防冰控制器，这使得飞行员难以通过控制面板来开关防冰系统。这降低了飞机防冰系统的安全性与可靠性。
发明内容
可见，需要提供一种具有较高可靠性的飞机防冰装置。根据本发明的一个方面，提供了一种飞机防冰装置，所述飞机防冰装置包括输入模块、防冰控制器以及防冰模块，其中所述输入模块通过硬线连接以及航电系统总线耦接到所述防冰控制器，用于生成用于控制所述防冰模块运行的手动控制信号；所述防冰控制器用于接收所述手动控制信号，并在接收到第一值的所述手动控制信号时，向所述防冰模块发出自动控制信号以控制所述防冰模块的运行，以及在接收到非第一值的所述手动控制信号时，向所述防冰模块发出所述手动控制信号以控制所述防冰模块的运行；所述防冰模块耦接到所述防冰控制器，用于接收所述手动控制信号与所述自动控制信号，并响应于所述手动控制信号与所述自动控制信号而开启或关闭。
通过在该飞机防冰装置中采用输入模块，并利用硬线连接以及航电系统总线连接输入模块与防冰控制器，这使得当航电系统总线发生故障而无法传递信号时，防冰控制器仍能够通过硬线连接来接收操控人员的手动输入，进而使得操控人员来手动控制防冰模块的开启或关闭，以确保防冰模块能够正常工作。这大大提高了飞机防冰系统运行的可靠性。在一个实施例中，所述防冰控制器还用于接收来自所述航电系统总线的轮载信号，并基于所述轮载信号与所述手动控制信号生成所述自动控制信号。在一个实施例中，所述飞机防冰装置还包括结冰探测器，其通过所述航电系统总线耦接到所述防冰控制器，用于检测飞机预定位置的结冰情况，并向所述防冰控制器提供结冰检测结果；所述防冰控制器还用于接收所述结冰检测结果，并基于所述结冰检测结果生成所述自动控制信号。通过使用结冰探测器，使得防冰控制器能够准确确定飞机被检测位置的结冰状态，从而针对地进行处理。
在一个实施例中，所述飞机防冰装置还包括显示模块，其耦接到所述结冰探测器，用于接收所述结冰检测结果并显示所述结冰检测结果。由显示模块所显示的结冰检测结果可以供操控人员参考，以确定是否开启防冰模块。在一个实施例中，所述输入模块集成在飞机的控制面板上，其用于接收操控人员的输入，并基于所述输入生成所述手动控制信号。在一个实施例中，所述防冰模块包括防冰活门。在一个实施例中，所述防冰模块被安装在飞机发动机的进气道内。本发明的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，能够更容易地理解本发明的特征、目的和优点。其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置。图I示出了根据本发明第一实施例的用于飞机防冰系统的飞机防冰装置100 ；图2示出了根据本发明第二实施例的用于飞机防冰系统的飞机防冰装置200 ；图3示出了装载有图2的飞机防冰装置200中的输入模块的控制面板300。
具体实施例方式下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。图I示出了根据本发明第一实施例的飞机防冰装置100。在实际应用中，该飞机防冰装置100被设置在飞机的易结冰区域，例如飞机发动机的进气道，或者飞机的机翼等等。其中，进气道是指涡扇发动机的进气道前缘部分。该飞机防冰装置100能够基于飞机操控人员的命令或是根据飞机结冰状态的检测结果自动地启动其中的防冰模块，以消除或者至少阻止或减少冰继续形成在该区域中。如图I所示，该飞机防冰装置100包括输入模块101、防冰控制器103以及防冰模块105，其中输入模块101通过硬线连接107以及航电系统总线109耦接到防冰控制器103，用于生成用于控制防冰模块105运行的手动控制信号。
防冰控制器103用于接收手动控制信号，并在接收到第一值的手动控制信号时，向防冰模块105发出自动控制信号以控制防冰模块105的运行，以及在接收到非第一值的手动控制信号时，向防冰模块105发出手动控制信号以控制防冰模块105的运行。防冰模块105耦接到防冰控制器103，用于接收手动控制信号与自动控制信号，并响应于手动控制信号与自动控制信号而开启或关闭。具体地，输入模块101例如是键盘、操控杆、旋钮或其他适合接收操控人员输入并生成对应电信号的设备。输入模块101可以被集成在飞机的控制面板上，以便于飞机的操作人员使用。手动控制信号至少包括第一值、以及不同于第一值的第二值和第三值。具体地，手动控制信号第一值对应于使得防冰控制器103处于自动运行模式，即防冰控制器103接收到第一值的手动控制信号时，会根据所接收到的结冰检测结果来自动判断是否需要开启防冰模块105。手动控制信号的第二值对应于使得防冰控制器103处于开启模式，即防冰控制 器103接收到第二值的手动控制信号时，不再自动判断是否需要开启防冰模块105，而是直接将该第二值的手动控制信号提供给防冰模块105，以使得该防冰模块105开启。类似地，手动控制信号的第三值对应于使得防冰控制器103处于关闭模式，即防冰控制器103接收到第三值的手动控制信号时，不再自动判断是否需要开启防冰模块105，而是直接将该第三值的手动控制信号提供给防冰模块105，以使得该防冰模块105关闭。其中，输入模块101与防冰控制器103通过硬线连接107以及航电系统总线109相耦接。其中，当输入模块101接收到使得其输出第一值的手动控制信号的输入时，该输入模块101仅通过航电系统总线109将该第一值的手动控制信号发送给防冰控制器103。而当输入模块101接收到使得其输出第二值或第三值的手动控制信号的输入时，该输入模块101通过航电系统总线109以及硬线连接107将该第二值或第三值的手动控制信号发送给防冰控制器103。这样，当航电系统总线109未发生故障时，输入模块101可以被设置为输出第一值的手动控制信号，而使得防冰控制器103自动地控制防冰模块105的运行。而当航电系统总线109发生故障而无法传递信号时，防冰控制器103仍能够通过硬线连接107来接收操控人员的手动输入，即使得防冰模块105开启的第二值的手动控制信号，或者使得防冰模块105关闭的第三值的手动控制信号，进而使得操控人员能够手动控制防冰模块105的开启或关闭，以确保防冰模块105能够正常工作。这大大提高了整个飞机防冰装置100运行的可靠性。在一个实施例中，防冰控制器103还用于接收来自航电系统总线109的轮载信号，并基于轮载信号与手动控制信号生成所述自动控制信号。具体地，轮载信号用于指示飞机处于飞行状态或未飞行状态。当防冰控制器103接收到指示飞机处于飞行状态的轮载信号时，防冰控制器103会进一步地基于前述的不同的手动控制信号而向防冰模块105提供手动控制信号或自动控制信号。而当防冰控制器103接收到指示飞机处于未飞行状态的轮载信号时，防冰控制器103仅向防冰模块105提供使得其关闭的自动控制信号或手动控制信号。根据具体应用的不同，防冰模块105可以采用各种适合消除或至少减少飞机上预定区域的冰的装置。在一个实施例中，该防冰模块105包括防冰活门。该防冰活门可以被设置在飞机发动机的进气道中，或者其他位置。
图2示出了根据本发明第二实施例的飞机防冰装置200。如图2所示，该飞机防冰装置200包括输入模块201、防冰控制器203、防冰模块205以及结冰检测器211，其中输入模块201通过硬线连接207以及航电系统总线209耦接到防冰控制器203，用于生成用于控制防冰模块205运行的手动控制信号。结冰探测器211耦接到防冰控制器203，用于检测飞机预定位置的结冰情况，并输出结冰检测结果。防冰控制器203用于接收手动控制信号，并在接收到第一值的手动控制信号时，向防冰模块205发出自动控制信号以控制防冰模块205的运行，以及在接收到非第一值的手动控制信号时，向防冰模块205发出手动控制信号以控制防冰模块205的运行；防冰控制器203还用于接收结冰检测结果，并基于结冰检测结果生成自动控制信号。·
防冰模块205用于接收手动控制信号与自动控制信号，并响应于手动控制信号与自动控制信号而开启或关闭。具体地，结冰探测器211被用于检测飞机预定位置的结冰状态。例如，结冰探测器211具有探头，该探头的振动频率与探头表面结冰的质量相关探头的振动频率会随着结冰质量的增大而上升。同时，该结冰探测器211会比较探头振动频率与某一阈值。在探头振动频率超过该阈值后，结冰探测器211会发出指示飞机预定位置结冰的结冰检测结果。再例如，结冰探测器211可以用于检测飞机预定位置的温度，当温度低于某一温度阈值时，结冰探测器211发出指示其结冰的结冰检测结果。响应于该结冰检测结果，防冰控制器203向防冰模块205发出使得其开启的自动控制信号。这样，通过使用结冰探测器211，使得防冰控制器203能够准确确定飞机被检测位置的结冰状态，从而针对地进行处理。在一个实施例中，飞机防冰装置200还包括显示模块213，其耦接到结冰探测器211，用于接收由结冰探测器211提供的结冰检测结果并显示该结冰检测结果。这样，结冰检测结果可以供操控人员参考，以确定是否通过输入模块201手动地开启防冰模块205。图3示出了装载有图2的飞机防冰装置200中的输入模块的控制面板300。该控制面板300例如安装在飞机的仪表盘上，以供飞机操控人员使用。如图3所示，该控制面板300包括两个控制旋钮301以及302，其中控制旋钮301用于输入并指示飞机左侧发动机的防冰装置的运行，而控制旋钮302用于输入并指示飞机右侧发动机的防冰装置的运行。 其中，控制旋钮301和302各自具有三个不同的旋钮位置，其中每个旋钮位置对应于手动控制信号的一个值。具体地，标记为“自动”的旋钮位置对应于手动控制信号的第一值，即当控制旋钮301处于“自动”的旋钮位置时，图2中的输入模块201输出第一值的手动控制信号。标记为“开”的旋钮位置对应于手动控制信号的第二值，即图2中的输入模块201输出第二值的手动控制信号。标记为“关”的旋钮位置对应于手动控制信号的第三值，即图2中的输入模块201输出第三值的手动控制信号。尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所上述实施方式。那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在发明的实际应用中，一个零件可 能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。
权利要求
1.一种飞机防冰装置，其特征在于，所述飞机防冰装置包括输入模块、防冰控制器以及防冰模块，其中 所述输入模块通过硬线连接以及航电系统总线耦接到所述防冰控制器，用于生成用于控制所述防冰模块运行的手动控制信号； 所述防冰控制器用于接收所述手动控制信号，并在接收到第一值的所述手动控制信号时，向所述防冰模块发出自动控制信号以控制所述防冰模块的运行，以及在接收到非第一值的所述手动控制信号时，向所述防冰模块发出所述手动控制信号以控制所述防冰模块的运行； 所述防冰模块耦接到所述防冰控制器，用于接收所述手动控制信号与所述自动控制信号，并响应于所述手动控制信号与所述自动控制信号而开启或关闭。
2.根据权利要求I所述的飞机防冰装置，其特征在于，所述防冰控制器还用于接收来自所述航电系统总线的轮载信号，并基于所述轮载信号与所述手动控制信号生成所述自动控制信号。
3.根据权利要求I所述的飞机防冰装置，其特征在于，所述飞机防冰装置还包括 结冰探测器，其通过所述航电系统总线耦接到所述防冰控制器，用于检测飞机预定位置的结冰情况，并向所述防冰控制器提供结冰检测结果； 所述防冰控制器还用于接收所述结冰检测结果，并基于所述结冰检测结果生成所述自动控制信号。
4.根据权利要求3所述的飞机防冰装置，其特征在于，所述飞机防冰装置还包括 显示模块，其耦接到所述结冰探测器，用于接收所述结冰检测结果并显示所述结冰检测结果。
5.根据权利要求I所述的飞机防冰装置，其特征在于，所述输入模块集成在飞机的控制面板上，其用于接收操控人员的输入，并基于所述输入生成所述手动控制信号。
6.根据权利要求I所述的飞机防冰装置，其特征在于，所述防冰模块包括防冰活门。
7.根据权利要求6所述的飞机防冰装置，其特征在于，所述防冰模块被安装在飞机发动机的进气道内。
全文摘要
本发明涉及一种飞机防冰装置。该飞机防冰装置包括输入模块、防冰控制器以及防冰模块，其中所述输入模块通过硬线连接以及航电系统总线耦接到所述防冰控制器，用于生成用于控制所述防冰模块运行的手动控制信号；所述防冰控制器用于接收所述手动控制信号，并在接收到第一值的所述手动控制信号时，向所述防冰模块发出自动控制信号以控制所述防冰模块的运行，以及在接收到不同于所述第一值的所述手动控制信号时，向所述防冰模块发出所述手动控制信号以控制所述防冰模块的运行；所述防冰模块耦接到所述防冰控制器，用于接收所述手动控制信号与所述自动控制信号，并响应于所述手动控制信号与所述自动控制信号而开启或关闭。
文档编号B64D15/20GK102897324SQ20121024367
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者史献林, 沈东 , 南国鹏, 李革萍 申请人:中国商用飞机有限责任公司, 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院