(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷検出システム（８０６）であって、
航空機（１００）の垂直安定板（１２０）の前縁（４１２）で、第１のサイズを有する第１水滴（８５０）が第１の種類の着氷状態（８５８）で前記垂直安定板（１２０）の表面（５００）と衝突する第１領域（５１２）にあって、前記航空機（１００）の胴体の上の第１の高さに位置付けされた第１センサ（４００）であって、前記航空機（１００）の第１の種類の着氷状態（８５８）を検出するように構成された、第１センサ（４００）と、
前記垂直安定板（１２０）の第１側面（４１４）で、第２のサイズを有する第２水滴（８５２）が第２の種類の着氷状態（８６０）で前記垂直安定板（１２０）の前記表面（５００）と衝突する第２領域（５１４）にあって、前記航空機（１００）の前記胴体の上の第２の高さに位置付けされた第２センサ（４０２）であって、前記航空機（１００）の第２の種類の着氷状態（８６０）を検出するように構成された、第２センサ（４０２）と、
前記垂直安定板（１２０）の第２側面（４１６）で、前記第２のサイズを有する第２水滴（８５２）が前記第２の種類の着氷状態（８６０）で前記垂直安定板（１２０）の前記表面（５００）と衝突する前記第２領域（５１４）にあって、前記航空機（１００）の前記胴体の上の第３の高さに位置付けされた第３センサ（４０４）であって、前記航空機（１００）の前記第２の種類の着氷状態（８６０）を検出するように構成された、第３センサ（４０４）と
を含み、
前記第２の高さ及び前記第３の高さは前記第１の高さと異なり、
前記第１のサイズは前記第２のサイズよりも小さく、
前記第２の種類の着氷状態（８６０）は、過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態である、
氷検出システム（８０６）。
【請求項２】
前記第１センサ（４００）、前記第２センサ（４０２）、及び前記第３センサ（４０４）はデータ（２０２）を生成し、さらに
前記第１センサ（４００）、前記第２センサ（４０２）、及び前記第３センサ（４０４）からの前記データ（２０２）を監視して、前記第１の種類の着氷状態（８５８）及び前記第２の種類の着氷状態（８６０）のうちの少なくとも１つの存在を示す前記データ（２０２）に応答して動作するように構成されたプロセッサユニット（８２２）
を含む、請求項１に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項３】
前記第１センサ（４００）は前記垂直安定板（１２０）の前記前縁（４１２）の表面（５００）と実質的に面一であり、前記垂直安定板（１２０）の前記前縁（４１２）の曲線（５０２）と実質的に一致する形状を有する、請求項１又は２に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項４】
前記第２センサ（４０２）は前記垂直安定板（１２０）の前記第１側面（４１４）の第１表面（５０４）と実質的に面一であり、前記第１側面（４１４）の曲線（５０２）と実質的に一致する第１形状を有し、前記第３センサ（４０４）は前記垂直安定板（１２０）の前記第２側面（４１６）の第２表面（５０８）と実質的に面一であり、前記第２側面（４１６）の曲線（５０２）と実質的に一致する第２形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項５】
前記前縁（４１２）の前記第１センサ（４００）の第１位置（４０６）は、前記第１センサ（４００）が前記第１の種類の着氷状態（８５８）の第１水滴（８５０）に触れるように構成されており、前記第１側面（４１４）の前記第２センサ（４０２）の第２位置（４０８）、及び前記第２側面（４１６）の前記第３センサ（４０４）の第３位置（４１０）は、前記第２センサ（４０２）と前記第３センサ（４０４）が前記第２の種類の着氷状態（８６０）の第２水滴（８５２）に触れるように構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項６】
前記動作は、警報を発する、ログエントリを作成する、防氷システム（２０４）を駆動させる、報告を送ることのうちの少なくとも一つから選択される、請求項２に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項７】
前記第１センサ（４００）、前記第２センサ（４０２）、及び前記第３センサ（４０４）は、氷の存在を検出するように構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項８】
前記航空機（１００）は、民間航空機（１００）、軍用機（１００）、飛行機、及びヘリコプターのうちの一つから選択される、請求項１から７のいずれか１項に記載の氷検出システム（８０６）。
【請求項９】
着氷状態を検出する方法であって、
第１のサイズを有する第１水滴（８５０）が第１の種類の着氷状態（８５８）で航空機（１００）の垂直安定板（１２０）の表面（５００）と衝突する第１領域（８５４）と、第２のサイズを有する第２水滴（８５２）が第２の種類の着氷状態（８６０）で前記垂直安定板（１２０）の前記表面（５００）と衝突する第２領域（８５６）を特定するためにシミュレーション（８４２）を実施し、
航空機（１００）の第１の種類の着氷状態（８５８）を示す第１データ（２０２）について、航空機（１００）の垂直安定板（１２０）の前縁（４１２）で、前記航空機（１００）の胴体の上の第１の高さに位置付けされた第１センサ（４００）を監視し、
航空機（１００）の第２の種類の着氷状態（８６０）を示す第２データ（２０２）について、垂直安定板（１２０）の第１側面（４１４）で、前記航空機（１００）の前記胴体の上の第２の高さに位置付けされた第２センサ（４０２）と、垂直安定板（１２０）の第２側面（４１６）で、前記航空機（１００）の前記胴体の上の第３の高さに位置付けされた第３センサ（４０４）を監視し、
第１データ（２０２）からの第１の種類の着氷状態（８５８）、及び第２データ（２０２）からの第２の種類の着氷状態（８６０）のうちの少なくとも１つの検出に応答して動作を開始する
ことを含み、
前記第２の高さ及び前記第３の高さは前記第１の高さと異なり、
前記第１のサイズは前記第２のサイズよりも小さく、
前記第２の種類の着氷状態（８６０）は、過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態である、
方法。
【請求項１０】
前記第１データ（２０２）からの前記第１の種類の着氷状態（８５８）と、前記第２データ（２０２）からの前記第２の種類の着氷状態（８６０）のうちの少なくとも１つの検出に応答して、前記第１の種類の着氷状態（８５８）と、前記第２の種類の着氷状態（８６０）のうちの少なくとも１つが検出された前記航空機（１００）上の位置を特定する
ことをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１データ（２０２）からの前記第１の種類の着氷状態（８５８）と、前記第２データ（２０２）からの前記第２の種類の着氷状態（８６０）のうちの少なくとも１つの検出に応答して動作を開始することが、
前記第１データ（２０２）からの前記第１の種類の着氷状態（８５８）と、前記第２データ（２０２）からの前記第２の種類の着氷状態（８６０）のうちの少なくとも１つの検出に応答して動作を開始することを含み、
前記動作は警報を発する、ログエントリを作成する、防氷システム（２０４）を駆動させる、報告を送ることのうちの少なくとも一つから選択される、請求項９又は１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、着氷状態の検出に関し、具体的には航空機の着氷状態に関するものである。またさらに具体的には、本発明は過冷却された大粒の滴（ＳＬＤ）を含む過冷却水滴の検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛行中には、大気の状態により航空機の表面に氷が形成される時に航空機の着氷が発生する。さらに、この氷はエンジン内にも発生する。航空機の表面、エンジン入口、及びその他の箇所への氷の形成は好ましくなく、航空機の運航に対して潜在的に危険である。
【０００３】
着氷状態は、過冷却液体水の水滴がある時に発生する。これらの実施例では、規定の氷点よりも水が冷却されているが、まだ液体である時に、水は過冷却されたとみなされる。着氷状態は、水滴の大きさ、液体水の容積、気温、及びその他のパラメータによって特徴づけられる。これらのパラメータは、航空機上に氷が形成される速度及び範囲に影響する。
【０００４】
着氷が起こると、航空機は要求通りに動作しない。例えば、航空機の翼上の氷により、航空機が低い迎え角で失速し、抗力が増加する。
【０００５】
これらの着氷状態に対処するために、航空機は着氷を防止する、氷を除去する、又はこれら幾つかを組み合わせた機構を有する。例えば、航空機は、着氷検出、防止、及び除去システムを含む。氷は、解凍液、赤外線加熱、及びその他好適な機構を使用して除去される。
【０００６】
航空機は異なる種類の着氷状態において動作するように認定される。ある航空機は、標準の着氷状態において動作するように認定されるが、過冷却された大粒の滴を含む着氷状態において動作するようには認定されない。現在使用されるセンサでは、標準の着氷状態と、過冷却された大粒の滴の着氷状態とを区別することができない。したがって、上述した一又は複数の問題点並びに起こりうるその他の問題点を考慮に入れた方法及び装置を有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
ある実施形態において、氷検出システムは、航空機の垂直安定板の前縁に位置する第１センサと、垂直安定板の第１側面に位置する第２センサと、垂直安定板の第２側面に位置する第３センサを含む。第１センサは、航空機の第１の種類の着氷状態を検出するように構成されている。第２センサは、航空機の第２の種類の着氷状態を検出するように構成されている。第３センサは、航空機の第２の種類の着氷状態を検出するように構成されている。
【０００８】
別の実施形態において、氷検出システムは、航空機の垂直安定板の前縁に位置する第１センサと、垂直安定板の第１側面に位置する第２センサと、垂直安定板の第２側面に位置する第３センサと、プロセッサユニットを含む。第１センサは、航空機の標準の着氷状態を検出するように構成された第１位置にある。第２センサは、航空機の過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態を検出するように構成された第２位置にある。第２側面は第１側面の反対側である。第３センサは、航空機の過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態を検出するように構成された第３位置にある。プロセッサユニットは、第１センサ、第２センサ、及び第３センサからのデータを監視するように構成されている。プロセッサユニットはさらに、標準の着氷状態、及び過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態のうちの少なくとも１つの存在を示すデータに応答して動作するように構成されている。
【０００９】
別の実施形態においては、着氷状態を検出する方法が提示されている。航空機の垂直安定板の前縁に位置する第１センサは、航空機の第１の種類の着氷状態を示す第１データについて監視される。垂直安定板の第１側面に位置する第２センサと、垂直安定板の第２側面に位置する第３センサは、航空機の第２の種類の着氷状態を示す第２データについて監視される。第１データからの第１の種類の着氷状態、及び第２データからの第２の種類の着氷状態のうちの少なくとも１つの検出に応答して、動作が開始される。
【００１０】
特徴、及び機能は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【００１１】
実施形態の特徴と考えられる新規の機能は、特許請求の範囲に明記される。  しかしながら、実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的と特徴は、添付図面を参照して本発明の一実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態による航空機の図である。
【図２】一実施形態による氷検出システムの構成要素を示す図である。
【図３】一実施形態によるエーロフォイルを示す図である。
【図４】一実施形態による垂直安定板のセンサを示す図である。
【図５】一実施形態によるセンサを有する垂直安定板の断面図である。
【図６】一実施形態によるセンサを示す図である。
【図７】一実施形態による垂直安定板に取り付けられたセンサの断面図である。
【図８】一実施形態による設計環境のブロック図である。
【図９】一実施形態による航空機の着氷状態を検出するプロセスのフロー図である。
【図１０】一実施形態による氷検出システムを設計するプロセスのフロー図を示したものである。
【図１１】一実施形態によるデータ処理システムを示す図である。
【図１２】一実施形態による航空機の製造及び保守方法を示す図である。
【図１３】一実施形態を実行しうる航空機の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態は、任意の数の異なる検討事項を認識し考慮している。例えば、異なる実施形態は、航空機の着氷状態を検出する現在使用されるシステムが、発生しうる異なる種類の着氷状態をすべて検出することができないことを認識し考慮している。例えば、異なる実施形態は、水滴のサイズが大きくなると、現在使用されるセンサがこれらの水滴によって発生する着氷を検出することができないことを認識し考慮している。異なる実施形態は、異なるサイズの水滴が航空機の運航中にエーロフォイルと衝突する位置が水滴のサイズによって変化することを認識し考慮している。
【００１４】
実施形態は、異なるサイズの水滴によって発生した異なる種類の着氷状態を検出することが望ましいことを認識し考慮している。具体的には、実施形態は過冷却液体水滴を検出することが望ましいことを認識し考慮している。これらの水滴は過冷却された大粒の滴の形態であってよい。
【００１５】
したがって、一又は複数の実施形態により、氷を検出する方法及び装置が提供される。ある実施形態では、氷検出システムは、第１センサ、第２センサ、及び第３センサを含む。第１センサは、航空機の垂直安定板の前縁に位置している。第１センサは、航空機の第１の種類の着氷状態を検出するように構成されている。
【００１６】
第２センサは、垂直安定板の第１側面に位置している。第２センサは、航空機の第２の種類の着氷状態を検出するように構成されている。第３センサは、垂直安定板の第２側面に位置している。第３センサは、航空機の第２の種類の着氷状態を検出するように構成されている。これら２種類の着氷状態は、航空機の異なる位置で発生する着氷状態の例である。
【００１７】
ここで図面を参照する。特に図１は、一実施形態による航空機が示されている。図示のように、航空機１００は、胴体１０６に装着された翼１０２、及び翼１０４を有する。航空機１００はまた、翼１０２に装着されたエンジン１０８と、翼１０４に装着されたエンジン１１０も含む。
【００１８】
胴体１０６は、機首１１２及び尾部１１４を有する。機首セクション１１２は航空機１００の前方部分であり、尾部１１４は航空機１００の後方部分である。水平安定板１１６、水平安定板１１８、及び垂直安定板１２０は胴体１０６の尾部１１４に装着される。
【００１９】
航空機１００は、一実施形態において氷検出システム１２２が実行される航空機の一例である。これらの実施例では、氷検出システム１２２は航空機１００の表面１２６のセンサ１２４を含む。図示したように、センサ１２４はセンサ１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０、１４２、１４４及び１４６を含む。これらのセンサは、氷検出システム１２２のセンサ１２４の中の第１群のセンサ１４８を形成する。
【００２０】
加えて、センサ１２４はまた、センサ１５０、１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２、１６４、１６６、及び１６８も含む。これらのセンサは、氷検出システム１２２のセンサ１２４の中の第２群のセンサ１７０を形成する。実施例において、センサ１２４は氷がセンサ上に形成された時に検出できる。
【００２１】
図示したように、第１群のセンサ１４８は航空機１００の表面１２６上の第１群の位置にある。第１群のセンサ１４８は、航空機１００の第１の種類の着氷状態を検出するように構成されている。第２群のセンサ１７０は航空機１００の表面１２６上の第２群の位置にある。第２位置にある第２群のセンサ１７０は、航空機１００の第２の種類の着氷状態を検出するように構成されている。
【００２２】
これらの実施例では、これらの着氷状態は、航空機１００上の氷形成につながる異なる高度及び温度において発生する。例えば着氷状態は、温度が約摂氏マイナス４０度〜０度である時に、おおよそ海水位から約３万フィートまでの高度において発生する。当然ながら、航空機１００の表面１２６に接触する水から氷が形成されるその他の高度及び温度も存在する。水滴の液体水含有量が上述した高度及び温度範囲内で約０．４〜２．８ｇ／ｍ３である時にも着氷状態は存在しうる。
【００２３】
図示したように、第１の種類の着氷状態及び第２の種類の着氷状態は異なるサイズの水滴によって発生する。高度、温度、及び液体水含有量の範囲は同じであるが、第１の及び第２の種類の着氷状態とは一つには、水滴のサイズに違いがある。
【００２４】
これらの実施例では、第１の種類の着氷状態は、水滴のサイズが直径約０．００４６５〜０．１１１ｍｍである時に存在する。これらのサイズの水滴は、標準の水滴と呼ばれる。第２の種類の着氷状態は、水滴のサイズが約０．１１１ｍｍを超える直径を有する水滴を含む時に存在しうる。約０．１１１ｍｍよりも大きいサイズを有する水滴は大粒の水滴と呼ばれ、特に、上述した高度、温度、及び液体水含有量の状態では過冷却された大粒の滴と呼ばれる。例えば、水滴は約０．１１２〜２．２ｍｍの範囲の直径を有する。加えて、第２の種類の着氷状態は、約０．１１１ｍｍを超える水滴が存在する時に、約０．１１１ｍｍ以下の水滴が含まれる。
【００２５】
図示したように、第１群の位置にある第１群のセンサ１４８は、第１の数のサイズの水滴によって形成された氷を検出するように構成されている。第２群の位置にある第２群のセンサ１７０は、第２の数のサイズを有する水滴によって形成された氷を検出するように構成されている。これらの実施例では、第１の数のサイズは第２の数のサイズよりも小さい。
【００２６】
例えば、第１の数のサイズは直径約０．００４６５〜０．１１１ｍｍである。第２の数のサイズは直径約０．１１２〜２．２ｍｍである。
【００２７】
第２の数のサイズの水滴は、過冷却水滴とみなされる水滴である。これらの過冷却水滴は、過冷却された大粒の滴（ＳＬＤ）である。第１群のセンサ１４８は、これらの実施例では過冷却された大粒の滴ではない水滴を検出するように構成されている。センサ１２４によって検出される着氷状態の種類は、これらの実施例では航空機１００の表面１２６上のセンサ１２４の位置に基づくものである。
【００２８】
この実施例において、第１の種類の着氷状態は標準の着氷状態と呼ばれる。第２の種類の着氷状態は過冷却された大粒の滴の着氷状態と呼ばれる。
【００２９】
これらの実施例では、センサ１２４は埋め込み型のセンサとして図示されている。つまり、センサ１２４は航空機１００の表面１２６とほぼ面一である、又は航空機１００の表面１２６に対して平坦である。センサ１２４は、同じ種類のセンサ、又は異なる種類のセンサをすべて使用して実行される。さらに、図１の航空機１００で示したものに加えて、又はその代わりに、他の数のセンサ１２４及びセンサ１２４の位置を使用することができる。
【００３０】
第１着氷状態及び第２着氷状態について水滴の特定の状態及びサイズを説明してきたが、異なる例示的実施形態は図示した状態およびサイズに限定されない。例えば、第１着氷状態及び第２着氷状態については、水滴が存在する時に他の高度及び水滴のサイズを使用して定義することができる。
【００３１】
しかしながら、図１は双発エンジン航空機を使用する実施形態を示し、例示的実施形態は含まれる情報が異なる数のエンジンを有する航空機にも適用可能であることを認識し、考慮している。さらに、例示的実施例は航空機１００を民間航空機として示す。異なる例示的実施形態は例えば軍用航空機等の他の種類の航空機に適用可能である。
【００３２】
ここで図２を参照する。図２は、一実施形態による氷検出システムを示している。この例示的実施例では、氷検出システム１２２はさらにプロセッサユニット２００を含む。プロセッサユニット２００は航空機１００の着氷状態の検出に対して作業を行うように構成されたハードウェアデバイスであるこれらの作業では、プロセスはソフトウェア、ハードウェア、又は両者の組み合わせにおいて実行可能である。
【００３３】
図示したように、プロセッサユニット２００はセンサ１２４に接続されている。これらの実施例では、センサ１２４はデータ２０２を生成する。データ２０２は、センサ１２４が航空機１００の表面１２６の氷の形成を検出したか否かを示す。氷が一又は複数のセンサ１２４上に形成されると、氷はセンサ１２４によって検出される。センサ１２４はデータ２０２をプロセッサユニット２００へ送る。
【００３４】
これらの実施例では、プロセッサユニット２００は第１群のセンサ１４８と第２群のセンサ１７０からのデータを監視するように構成されている。さらに、プロセッサユニット２００は着氷状態のうちの一つの存在を示すデータに応答して動作するように構成されている。検出された特定の種類の着氷状態は、データを生成しているどの群のセンサが氷の存在を示しているかに依存する。つまり、センサ１２４によって生成されたデータによって、第１着氷状態、第２着氷状態、または第１着氷状態及び第２着氷状態の両方が存在しうる。
【００３５】
動作には、警報を発する、ログエントリを作成する、防氷システム２０４を駆動させる、報告を送る、及びその他の好適な動作のうちの少なくとも一つが含まれる。本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙されたアイテムのいずれかが一つだけあればよいということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。
【００３６】
これらの実施例では、警報は航空機１００の操縦室のインターフェース２０６で発信される。操縦室のインターフェース２０６は航空機１００の操縦室に位置する表示システムである。表示システムは、オペレータに対して情報が表示される任意の数のディスプレイを含む。これらのディスプレイは実施例においてはハードウェアデバイスである。
【００３７】
本明細書で使用される「任意の数の」はアイテムに関連して使用した場合に、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「任意の数のディスプレイ」は一又は複数のディスプレイである。任意の数の表示装置は例えば非限定的に、主要飛行用ディスプレイ、ナビゲーションディスプレイ、及びその他の好適な種類のディスプレイを含む。
【００３８】
さらに、ログエントリは飛行管理システム２０８において作成される。飛行管理システム２０８は航空機１００のコンピュータシステムである。このコンピュータシステムは、任意の数のコンピュータからなる。コンピュータシステムに１よりも多いコンピュータが含まれる場合、これらのコンピュータは例えばローカルエリアネットワーク等の通信媒体を使用して相互に連通している。
【００３９】
プロセッサユニット２００は飛行管理システム２０８へ報告を送る。あるいは、飛行管理システム２０８に報告を送ることに加えて、又はそれの代わりに遠隔地へ報告が送られる。これらの実施例では、報告にはどの種類の一又は複数の着氷状態が存在するかの表示が含まれる。この報告にはまた、着氷状態を検出する一又は複数のセンサの位置が含まれる。
【００４０】
プロセッサユニット２００の別の動作は、防氷システム２０４の操作を開始することである。防氷システム２０４は全ての現在利用可能な防氷システムを使用して実行可能である。防氷システム２０４は、航空機１００の表面１２６上の氷の形成を除去する又は防止する異なる種類の機構を用いる。例えば、防氷システム２０４は機械システム、化学システム、赤外線加熱システム、及びその他の種類のシステムを用いて、航空機１００の表面１２６上の氷を除去する、氷の形成を防止する、又はこれら両方を行う。
【００４１】
これらの実施例では、センサ１２４は氷検出アセンブリにおいて構成されている。例えば、センサ１２４は氷検出アセンブリ２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６、及び２３８としてグループ分けされる。氷検出アセンブリの各センサは、特定の種類の着氷状態を検出するように構成される。この種のセンサ１２４のグループ分けを使用してセンサ１２４の位置が選択される。当然のことながら、ある実施例では、センサ１２４は氷検出アセンブリにおいてグループ分けされていない。
【００４２】
ここで図３を参照する。図３は、一実施形態によるエーロフォイルを示している。この実施例において、エーロフォイル３００は図２のライン３−３に沿って切り取られた翼１０４である。エーロフォイル３００に対する水滴３０１の流れが図示されている。水滴３０１が表面３０２と衝突する位置が実施例において示されている。
【００４３】
図示したように、センサ１３８及びセンサ１６０は表面３０２上の氷検出アセンブリ２３０として構成されている。この実施例において、センサ１３８は第１位置３０４に位置決めされた第１センサであり、センサ１６０は第２位置３０６に位置決めされた第２センサである。
【００４４】
これらの実施例では、第１位置３０４は第１領域３０８に位置決めされており、第２位置３０６は第２領域３１０に位置決めされている。図示したように、第１領域３０８は第２領域３１０よりもさらにエーロフォイル３００の前部にある。
【００４５】
この実施例では、第１領域３０８は任意の数の位置からなる。この数の位置は、特定の実行形態によって相互に隣接している、又は隣接していない。この実施例では、これらの位置はすべて隣接している。第１領域３０８は、図１の航空機１００のエーロフォイル３００の表面３０２と第１水滴３１２が衝突する領域である。
【００４６】
第２領域３１０はまた、相互に隣接する又は隣接していない任意の数の位置でもある。この実施例では、これらの位置は隣接していない。例えば、任意の数の位置の第１部分はセクション３１４であり、任意の数の位置の第２部分はセクション３１６である。第２領域３１０は、航空機１００のエーロフォイル３００の表面３０２と第２水滴３１８が衝突する領域である。第１水滴３１２は、第１の種類の着氷状態が存在する時に、第１領域３０８の表面３０２と衝突する。第２水滴３１８は、第２の種類の着氷状態が存在する時に、第２領域３１０の表面３０２と衝突する。
【００４７】
これらの実施例では、第１位置３０４のセンサ１３８は、第１の種類の着氷状態が存在するときに、氷の形成を検出するように構成されており、第２位置３０６のセンサ１６０は、第２の種類の着氷状態が存在するときに、氷の形成を検出するように構成されている。ある場合には、両方の種類の着氷状態が同時に存在する。
【００４８】
これらの実施例では、第１水滴３１２及び第２水滴３１８は過冷却水滴である。これらの水滴は雨粒である。水滴のサイズは、平均直径が約０．００４６５〜２．２ｍｍの範囲である。
【００４９】
これらの実施例では、標準の水滴は通常、平均直径が約０．１１１ｍｍ未満のサイズを有する水滴である。これらの水滴は、エーロフォイル３００の表面３０２の第１領域３０８と衝突した時に凍結する。着氷性の霧雨の水滴の直径は約０．５ｍｍ未満である。これらの水滴は、エーロフォイル３００の表面３０２の第２領域３１０と衝突した時に凍結する。氷晶雨の水滴の直径は最大約２．２ｍｍである。これらの水滴は、エーロフォイル３００の表面３０２の第２領域３１０のさらに尾部で衝突した時に凍結する。
【００５０】
これらの実施例では、着氷性の霧雨は、エーロフォイル３００の表面３０２と接触したときに凍結する霧雨である。着氷性の霧雨の直径は約０．５ｍｍ未満である。氷晶雨は、エーロフォイル３００の表面３０２と衝突した時に凍結する雨であり、最大約２．２ｍｍの直径を有する雨である。
【００５１】
水滴は様々な環境、例えば層状雲及び積雲等で過冷却される。しかしながら、過冷却された大粒の滴は通常積雲にのみ形成される。
【００５２】
これらの実施例では、第１水滴３１２は例えば標準の過冷却水滴である。標準の過冷却水滴は、約０．００４６５〜０．１１１ｍｍの直径を有する過冷却水滴である。図示したように、第２水滴３１８は過冷却された大粒の滴である。これらの水滴は、約０．１１２〜２．２ｍｍのサイズの直径を有する。
【００５３】
これらの実施例では、第１水滴３１２と第２水滴３１８のサイズに差があるために、第１水滴３１２及び第２水滴３１８は異なる位置でエーロフォイル３００の表面３０２と衝突する。これらの実施例では、異なる水滴の位置は第１領域３０８と第２領域３１０で画定される。
【００５４】
この結果、センサ１３８の配置は、センサ１３８が第１水滴３１２によって発生した第１の種類の着氷状態を検出するように選択される。センサ１６０は第２位置３０６にあり、これらの実施例では第２水滴３１８によって発生した第２の種類の着氷状態を検出するように構成されている。つまり、エーロフォイル３００の表面３０２上のセンサ１３８とセンサ１６０の配置は、異なる種類の着氷状態を検出するように選択される。選択位置はエーロフォイル３００の構成によって変化する。
【００５５】
図１〜３の氷検出システム１２２を有する航空機１００の図は、物理的または構造上の限定を表すことを意味するものではなく、例示的実施形態が実行可能である。図示した構成要素に加えて及び／又は代えて、他の構成要素を使用することができる。一部の例示の実施形態では幾つかの構成要素は不要である。また、幾つかの構成要素を物理的な実行形態で示し、その他の構成要素はブロックで示す。ブロックは、幾つかの機能的な構成要素を示すために提示されている。実施形態において実行される場合、一又は複数のこれらのブロックは結合、分割、又は異なるブロックに結合及び分割される。
【００５６】
例えば、航空機１００を飛行機の形態で示す。当然ながら、航空機１００は他の形態であってもよい。例えば非限定的に、航空機１００はヘリコプターの形態であってもよい。また、航空機１００を民間航空機として示したが、特定の実装形態によって異なる例示的実施形態を軍用機、及び他の種類の航空機に適用することができる。例えば、宇宙空間と見なされる高度においては着氷状態は存在しないが、航空機１００を、空中を飛行する航空機だけでなく宇宙空間に進入する航空機にも適用することができる。
【００５７】
さらに別の実施例では、センサ１２４を氷検出アセンブリにグループ分けして示しているが、その他の例示的実施形態は氷検出アセンブリを用いない場合がある。つまり、センサのアセンブリへのグループ分けは、特定の実行形態によっては使用しない場合があるということである。いくつかの実施例では、プロセッサユニット２００は、実施例の個別の構成要素ではなく、飛行管理システム２０８の一部と見なされる。
【００５８】
さらに、航空機１００について示したもの以外のその他の数のセンサを使用可能である。使用するセンサの数は、特定の航空機の種類によって変化する。例えば、航空機１００上の翼のサイズ及び構成によって、センサの数とその位置が変わりうる。さらに別の実施例では、センサは全て同じ種類のセンサ、又は異なる種類のセンサであってよい。例えばセンサ１２４は、これらの実施例では氷の存在又は形成を検出するように構成されたセンサを使用して実行される。
【００５９】
次に図４を参照する。図４は、一実施形態による垂直安定板上のセンサの図である。尾部１１４の垂直安定板１２０の拡大図を示す。この実施例では、例示的実施形態による航空機１００の異なる種類の着氷状態を検出するセンサの別の構成を示す。
【００６０】
図示したように、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４は垂直安定板１２０上に存在する。第１センサ４００は第１位置４０６にあり、第２センサ４０２は第２位置４０８にあり、第３センサ４０４は第３位置４１０にある。これらのセンサは、図１に示すセンサに追加して、又はその代わりに使用できるセンサの例である。
【００６１】
第１位置４０６の第１センサ４００は、垂直安定板１２０の前縁４１２に位置している。第２位置４０８の第２センサ４０２は、垂直安定板１２０の第１側面４１４に位置している。第３位置４１０の第３センサ４０４は、垂直安定板１２０の第２側面４１６に位置している。
【００６２】
図示したように、第１センサ４００の第１位置４０６、第２センサ４０２の第２位置４０８、及び第３センサ４０４の第３位置４１０の高さ４１８は胴体１０６の最上部４２０の上である。この実施例では、最上部４２０は、垂直安定板１２０が垂直安定板１２０の前縁４１２において胴体１０６に装着されるところである。高さ４１８は、それらの各位置において同じ又は異なる場合がある。
【００６３】
ある実施例では、高さ４１８は垂直安定板１２０の高さ４２２の約半分になるように選択される。当然ながら、高さ４１８は、センサが異なる種類の着氷状態を検出できるように違う方法で選択することができる。
【００６４】
この実施例では、第２センサ４０２と第３センサ４０４は第１センサ４００のさらに後部に位置している。図示したように、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４はライン４２４に沿って位置している。ライン４２４は胴体１０６の中心を通って延びる軸と一直線であり、ライン４２４はこれらの実施例では、第１位置４０６から垂直安定板１２０の前縁４１２の後方に延びている。第２位置４０８の第２センサ４０２と、第３位置４１０の第３センサ４０４の位置調整は、第１センサ４００の第１位置４０６の後部の翼弦方向の表面距離の形態である。
【００６５】
この実施例では、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４は氷検出アセンブリ４２６の一部である。例えば、第１センサ４００は第１群のセンサ１４８のうちの一つであり、第２センサ４０２及び第３センサ４０４は図１の第２群のセンサ１７０のセンサである。
【００６６】
図示したように、第１センサ４００は図１の航空機１００の第１の種類の着氷状態を検出するように構成される。第２センサ４０２及び第３センサ４０４は、航空機１００の第２の種類の着氷状態を検出するように構成される。
【００６７】
これらの実施例では、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４の位置により、航空機１００の運航中に着氷が起きる位置を特定する能力が得られる。例えば、第１センサ４００が氷を検出した場合、着氷状態は前縁４１２に沿った第１位置４０６で特定される。第２センサ４０２が氷を検出した場合、着氷状態は垂直安定板１２０の第１側面４１４の第２位置４０８に存在すると特定される。第３センサ４０４が氷を検出した場合、着氷状態は垂直安定板１２０の第２側面４１６の第３位置４１０に存在すると特定される。
【００６８】
さらに、第１センサ４００による氷の検出は、第１の種類の着氷状態が存在することを示すものである。これらの実施例では、第１の種類の着氷状態は標準の着氷状態である。第２センサ４０２、第３センサ４０４、又はこれら両方による氷の検出は、第２の種類の着氷状態の存在を示すものである。第２の種類の着氷状態はこれらの実施例では、過冷却された大粒の滴着氷状態である。
【００６９】
さらに具体的には、第１センサ４００の第１位置４０６は、第１の種類の着氷状態の第１水滴が第１センサ４００と衝突するように選択される。第２センサ４０２の第２位置４０８、及び第３センサ４０４の第３位置４１０は、第２の種類の着氷状態の第２水滴がこれらのセンサのうちの一つ又は両方と衝突するように選択される。
【００７０】
第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４を組み合わせることにより、航空機１００の振動が着氷状態の検出に与える影響を軽減することができる。つまり、これらのセンサの位置により、例えば着氷状態を検出中に航空機１００のピッチ、ヨー、又はこの両方等の動きの影響が軽減される。
【００７１】
垂直安定板１２０に第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４に取り付けることは、図１の航空機１００の翼１０２又は翼１０４にセンサを配置するよりも有利となり得る。例えば、航空機１００の翼１０２又は翼１０４の前縁へのセンサの配置は、これらの翼の前縁上の可動操縦翼面の相互作用により、複雑となりうる。垂直安定板１２０は、前縁４１２に可動操縦翼面を含まない。
【００７２】
さらに、航空機１００の翼１０２又は翼１０４のセンサの配線は、これらの翼に燃料タンクがあるために複雑なものとなっている。燃料タンクは通常、垂直安定板１２０内にはない。この結果、垂直安定板１２０に第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４を配置することを通して、複雑性、設計費、及び取付けの問題の増加が回避される。
【００７３】
ここで図５に注目する。図５は、例示的実施形態によるセンサを有する垂直安定板の断面図を示している。図４のライン５−５に沿って切り取った垂直安定板１２０の断面図が示されている。
【００７４】
この実施例から分かるように、第１位置４０６の第１センサ４００は、前縁４１２の表面５００と実質的に面一になるように装着される。さらに、第１センサ４００は、垂直安定板１２０の前縁４１２において表面５００の曲線５０２と実質的に一致する形を有する。
【００７５】
第２センサ４０２は、垂直安定板１２０の第１側面４１４上の第１表面５０４と実質的に面一である。第２センサ４０２は、垂直安定板１２０の第１側面４１４上の第１表面５０４の曲線５０６と実質的に一致する形を有する。
【００７６】
同様に、第３センサ４０４は垂直安定板１２０の第２側面４１６上の第２表面５０８と実質的に面一である。第３センサ４０４もまた、垂直安定板１２０の第２側面４１６上の第２表面５０８の曲線５１０と実質的に一致する形を有する。
【００７７】
さらに、第１位置４０６は第１領域５１２にある。第１領域５１２は、第１の種類の着氷状態の第１水滴が垂直安定板１２０の表面５００と衝突する領域である。第２位置４０８は、第２領域５１４の第１側面４１４上の第１表面５０４に位置しており、第２領域５１４は、第２の種類の着氷状態の第２水滴が第１表面５０４と衝突する領域である。第３位置４１０は、第２領域５１４の第２側面４１６上の第２表面５０８に位置しており、第２領域５１４は、第２の種類の着氷状態の第２水滴が第２表面５０８とも衝突する領域である。これらの領域は、図３に示すように、第１領域３０８と第２領域３１０と同様のものである。
【００７８】
ここで図６を参照する。図６は、例示的実施形態によるセンサを示す。この図では第２センサ４０２のより詳しい図解が示されている。
【００７９】
第２センサ４０２は筐体６００を含む。筐体６００は、図１の垂直安定板１２０の第１表面５０４の開口部６０２内にちょうど収まるように設計される。筐体６００は、開口部６０２に配置された時に第１表面５０４と実質的に面一になる形を有するように構成される。さらに、筐体６００の形は図５の第１表面５０４の曲線５０６と実質的に一致する形である。
【００８０】
次に図７に注目する。図７は、例示的実施形態による垂直安定板に取り付けられたセンサの断面図である。この実施例において、第２センサ４０２の断面図は図６のライン７−７に沿って切り取ったものである。
【００８１】
この図では筐体６００は、筐体６００の表面７００が第１表面５０４と実質的に面一となるように図示されている。具体的には、筐体６００の表面７００は第１表面５０４の曲線５０６と実質的に一致するような曲線７０２を有する。
【００８２】
図４〜７の垂直安定板１２０上のセンサの図は、物理的または構造上の限定を表すことを意味するものではなく、他の実施形態を実行可能である。例えば、氷検出アセンブリ４２６に加えて、又はその代わりに一又は複数の追加の氷検出アセンブリを垂直安定板１２０上に設置することができる。他の実施例では、氷検出アセンブリ４２６を図３に示す他のセンサに加えて、又はその代わりに使用可能である。別の実施例として、筐体６００の第２センサ４０２を図１に示す他のセンサとともに使用できる。
【００８３】
ここで、図８を参照する。図８は、例示的実施形態による設計環境のブロック図を示している。設計環境８００は、氷検出システムが任意の数の種類の着氷状態を検出するように構成されている航空機の氷検出システムを設計するために使用される。この実施例では、デザイナー８０２は氷検出システム８０６の氷検出システム設計８０４を生成するように実行される。氷検出システム８０６は、例えば非限定的に、図１の氷検出システム１２２である。
【００８４】
図示したように、デザイナー８０２は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその二つの組み合わせを使用して実行される。これらの実施例では、デザイナー８０２はコンピュータシステム８０８を使用して実行される。コンピュータシステム８０８は任意の数のコンピュータを含む。コンピュータシステム８０８内に複数のコンピュータが存在する場合、これらのコンピュータは相互に連通している。この通信は、例えばネットワーク等の通信媒体を使用して行われる。
【００８５】
デザイナー８０２がソフトウェアを使用して実行された場合、デザイナー８０２は一又は複数のコンピュータ上で実行されるように構成されるプログラムコードの形である。ハードウェアが採用される場合には、ハードウェアはデザイナー８０２の作業を実施するように動作する回路を含むことができる。
【００８６】
実施例では、ハードウェアは回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、又は任意の数の作業を実施するように構成された他の好適な形式のハードウェアであってもよい。プログラマブル論理デバイスにより、デバイスは任意の数の作業を実施するように構成されている。このデバイスはその後再構成する、又は任意の数の作業を実施するために永続的に構成することができる。プログラマブル論理デバイスの例としては、たとえば、プログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び他の適するハードウェアデバイスが含まれる。加えて、このプロセスは無機構成要素と一体化した有機構成要素において実行することが可能である、及び／又は全体的に人間以外の有機構成要素からなるものであってよい。
【００８７】
この実施例では、氷検出システム設計８０４は、航空機８１２の航空機設計８１０を用いて生成される。つまり、航空機設計８１０は、氷検出システム８０６を生成するのに使用されるデザイナー８０２への入力である。具体的には、航空機８１２の構成要素８１６の航空機設計８１０のパラメータ８１４を、氷検出システム設計８０４の氷検出システム８０６のパラメータ８１８を生成するのに使用される。航空機８１２は例えば、図１の航空機１００であってよい。
【００８８】
この実施例では、氷検出システム設計８０４のパラメータ８１８は、氷検出システム８０６の構成要素８２０用である。これらの実施例では、氷検出システム８０６の構成要素８２０はプロセッサユニット８２２とセンサシステム８２４を含む。
【００８９】
センサシステム８２４はセンサ８２６を含む。センサ８２６は、第１群のセンサ８２８と第２群のセンサ８３０を含む。これらの実施例では、パラメータ８１８はセンサシステム８２４のセンサ８２６の位置８３２を含む。具体的には、位置８３２は航空機８１２の表面８３４上の位置である。位置８３２は航空機８１２の座標を使用して画定される。
【００９０】
これらの実施例では、位置８３２は第１群の位置８３６と第２群の位置８３８を含む。第１群の位置８３６は、第１群のセンサ８２８の位置である。第２群の位置８３８は、第２群のセンサ８３０の位置である。加えて、第１群のセンサ８２８と第２群のセンサ８３０は氷検出アセンブリ８４０に配置され、氷検出アセンブリ８４０において、第１群のセンサ８２８の第１センサと、第２群のセンサ８３０の第２センサは氷検出アセンブリ８４０の氷検出アセンブリにある。
【００９１】
コンピュータシステム８０８によってシミュレーション８４２が実施され、センサ８２６の位置８３２が特定される。これらの実施例では、シミュレーション８４２により、着氷状態８４６の水滴８４４のシミュレーションが行われる。
【００９２】
例えば、シミュレーション８４２が実施され、水滴８４４が航空機８１２の表面８３４と衝突する航空機８１２の表面８３４上の位置８４８が特定される。これらの実施例では、水滴８４４は第１水滴８５０及び第２水滴８５２を含む。このように、航空機８１２の異なる構造に対して、第１水滴８５０が表面８３４と衝突する第１領域８５４と、第２水滴８５２が表面８３４と衝突する第２領域８５６を特定するためにシミュレーション８４２が使用される。シミュレーション８４２での位置８４８の特定を使用して、センサ８２６の位置８３２が特定される。
【００９３】
これらの実施例では、第１群の位置８３６は、着氷状態８４６の第１の種類の着氷状態８５８の水滴８４４の第１水滴８５０が第１群の位置８３６の表面８３４と衝突するように選択される。第２群の位置８３８は、着氷状態８４６の第２の種類の着氷状態８６０の水滴８４４の第２水滴８５２が第２群の位置８３８の航空機８１２の表面８３４と衝突するように選択される。これらの実施例では、第１の種類の着氷状態８５８の第１水滴８５０は標準の過冷却水滴である。第２の種類の着氷状態８６０の第２水滴８５２は、これらの実施例では過冷却された大粒の滴である。
【００９４】
この実施例では、第１群の位置８３６は航空機８１２の構造８６４のうちの構造８６２の表面８３４上の第１領域８５４内にある。第２群の位置８３８は、構造８６２の表面８３４上の第２領域８５６に位置している。これらの実施例では、航空機８１２の構造８６２は、エーロフォイル８６６、胴体８６８、エンジン筐体８７０、エンジン入口８７１、及び航空機８１２の他の好適な種類の構造の形態である。
【００９５】
さらに、シミュレーション８４２は、センサ８２６の位置８３２に加えて、センサ８２６内の任意の数のセンサを選択するためにも使用される。また、シミュレーション８４２は、センサシステム８２４のセンサ８２６を実行するために使用される任意の数の種類のセンサ８７２を決定するのに使用される。
【００９６】
図８の設計環境８００の図は、実施形態が実行される物理的または構造上の限定を表すことを意味するものではない。図示した構成要素に加えて及び／又は代えて、他の構成要素を使用することができる。幾つかの構成要素は不必要になることもある。また、ブロックは、幾つかの機能的な構成要素を示すために提示されている。実施形態において実行される場合、一又は複数のこれらのブロックは結合、分割、又は異なるブロックに結合及び分割される。
【００９７】
例えば、氷検出システム設計８０４を使用して、センサ８２６の位置８３２の追加の位置を特定し、第１の種類の着氷状態８５８と第２の種類の着氷状態８６０に加わる一又は複数の追加の種類の着氷状態を検出する。
【００９８】
さらに別の実施例では、デザイナー８０２を使用して、氷検出システム設計８０４を作成する代わりに、氷検出システム設計８０４を修正する。例えば、氷検出システム設計８０４には、第１群の位置８３６の第１群のセンサ８２８がすでに含まれている。氷検出システム設計８０４は、第２群のセンサ８３０の第２群の位置８３８を特定するために修正される。このように、これらの実施例では、デザイナー８０２を使用して、既存の氷検出システムへの修正が特定される。さらに別の実施例では、氷検出システム設計８０４は個別の設計ではなく、航空機の設計８１０の一部である。
【００９９】
図１〜７に示す種々の構成要素を、図８の構成要素と組み合わせるか、図８の構成要素とともに使用するか、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。加えて、図１〜７の構成要素の一部は、図８のブロック図に示された構成要素をどのようにして物理的構造として実行できるかの実施例である。
【０１００】
次に図９を参照する。図９は、一実施形態による航空機の着氷状態を検出するプロセスのフロー図である。図８の氷検出システム設計８０４によって特定される、例えば氷検出システム８０６等の氷検出システムにおいて、図９に示すプロセスを実行することができる。さらに、プロセスは、図１の航空機１００の氷検出システム１２２において実行される。具体的には、このフロー図で実施される一又は複数の作業は図２のプロセッサユニット２００を使用して実行される。
【０１０１】
このプロセスは、航空機の着氷状態のうちの第１の種類の着氷状態を示す第１データについて、航空機上の第１群の位置に位置づけされる第１群のセンサを監視することによって開始する（作業９００）。作業９００における第１群のセンサは、図１の氷検出システム１２２の第１群のセンサ１４８である。このプロセスは次に、航空機の第２の種類の着氷状態を示す第２データについて、航空機上の第２群の位置に位置づけされる第２群のセンサを監視する（作業９０２）。作業９０２における第２群のセンサは、図１の氷検出システム１２２の第２群のセンサ１７０である。
【０１０２】
第１データ及び第２データのうちの少なくとも一つが着氷状態があることを示しているか否かを判断する（作業９０４）。着氷状態がない場合には、プロセスは上述のように作業９００に戻る。そうでない場合、プロセスは第１データからの第１の種類の着氷状態、及び第２データからの第２の種類の着氷状態のうちの少なくとも一つの検出に応答して動作を開始し（作業９０６）、その後プロセスは上述したように作業９００に戻る。
【０１０３】
次に図１０を参照する。図１０は、実施形態による氷検出システムを設計するプロセスのフロー図である。図１０に示すプロセスは、図８の設計環境８００で実行される。具体的には、このプロセスは、図８のデザイナー８０２を使用して実行される。
【０１０４】
このプロセスは、航空機の構造を特定することによって開始する（作業１０００）。これらの構造は、一又は複数の種類の着氷状態が存在する時に氷が形成される全ての構造である。次にプロセスは、航空機から処理する一つの構造を選択する（作業１００２）。
【０１０５】
このプロセスは次に、構造上の第１領域及び第２領域を特定する（作業１００４）。第１領域とは、第１の種類の着氷状態の第１水滴が航空機の表面と衝突する領域である。第２領域とは、第２の種類の着氷状態の第２水滴が航空機の表面と衝突する領域である。このプロセスは次に、第１領域及び第２領域に配置するための任意の数のセンサを特定する（作業１００６）。ある場合には、実行形態により、構造上のある領域にはセンサが設置されない。
【０１０６】
このプロセスは次に、センサのうちの第１群のセンサに対し、第１領域の第１群の位置を特定する（作業１００８）。このプロセスは次に、センサのうちの第２群のセンサに対し、第２領域の第２群の位置を特定する（作業１０１０）。この航空機に対し、追加の未処理構造があるか否かを判断する（作業１０１２）。追加の未処理構造が存在する場合には、既に述べたようにプロセスは作業１００２に戻る。そうでない場合、プロセスは終了する。プロセスが完了すると、氷検出システムの設計が終了し、実行準備ができる。
【０１０７】
種々の図解されている実施形態でのフロー図及びブロック図は、装置、方法及びコンピュータプログラム製品の幾つかの可能な実行形態の構造、機能、及び作業を示すものである。その際、フロー図及びブロック図の各ブロックは、コンピュータで使用可能又は読込可能なプログラムコードのモジュール、セグメント、又は部分を表わしており、特定の機能又は機能群を実行するための一又は複数の実行可能な命令を含んでいる。幾つかの代替的な実行形態では、ブロックに記載された機能又は機能群は、図に記載の順序とは違う順序で行う場合がある。例えば、場合によっては、連続して示す２つのブロックをほぼ同時に実行してもよく、又は時には含まれる機能によってはブロックを逆順に実行してもよい。
【０１０８】
次に図１１を注目する。図１１は、一実施形態によるデータ処理システムを示す図である。データ処理システム１１００は、図２の飛行管理システム２０８、図８のコンピュータシステム８０８、及び異なる実施形態において使用される他のコンピュータを実行するために使用される。この例示的な実施例では、データ処理システム１１００は通信フレームワーク１１０２を含み、これによりプロセッサユニット１１０４、メモリ１１０６、固定記憶域１１０８、通信ユニット１１１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１１１２、及びディスプレイ１１１４の間の通信が行われる。この実施例において通信フレームワーク１１０２はバスシステムの形態である。
【０１０９】
プロセッサユニット１１０４は、メモリ１１０６に読み込まれうるソフトウェアに対する命令を実行するように働く。プロセッサユニット１１０４は、特定の実行形態に応じて、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は他の形式のプロセッサであってもよい。この実施例では、プロセッサユニット１１０４は図２のプロセッサユニット２００を実行するために使用されるプロセッサユニットの一例である。
【０１１０】
メモリ１１０６及び固定記憶域１１０８は、記憶デバイス１１１６の例である。記憶デバイスは、例えば、限定しないが、データ、機能的な形態のプログラムコード、及び／又は他の好適な情報などの情報を、一時的に又は永続的に記憶することができる任意のハードウェア部分である。記憶デバイス１１１６は、これらの実施例ではコンピュータで読取可能な記憶デバイスと呼ばれることもある。これらの実施例では、メモリ１１０６は例えば、ランダムアクセスメモリ又は他の何らかの適切な揮発性又は不揮発性の記憶デバイスであってもよい。固定記憶域１１０８は、特定の実行形態に応じて様々な  形態をとることができる。
【０１１１】
例えば、固定記憶域１１０８は、一又は複数の構成要素又はデバイスを含む。例えば、固定記憶域１１０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え可能磁気テープ、又は上述の何らかの組み合わせである。固定記憶域１１０８によって使用される媒体は着脱式であってもよい。例えば、着脱式ハードドライブは固定記憶域１１０８に使用される。
【０１１２】
通信ユニット１１１０はこれらの例では、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を提供する。これらの実施例では、通信ユニット１１１０はネットワークインターフェースカードである。
【０１１３】
入出力ユニット１１１２により、データ処理システム１１００に接続可能な他のデバイスによるデータの入力及び出力が可能になる。例えば、入出力ユニット１１１２は、キーボード、マウス、及び／又は他のなんらかの好適な入力デバイスを介してユーザ入力への接続を提供することができる。さらに、入出力ユニット１１１２は出力をプリンタに送ることができる。ディスプレイ１１１４はユーザに情報を表示する機構を提供する。
【０１１４】
オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、通信フレームワーク１１０２を介してプロセッサユニット１１０４と通信する記憶デバイス１１１６内に位置付けされる。種々の実施形態のプロセスは、メモリ（例えば、メモリ１１０６）に位置付けされる、コンピュータで実行される命令を使用して、プロセッサユニット１１０４によって実行される。
【０１１５】
これらの命令は、プログラムコード、コンピュータで使用可能なプログラムコード、又はコンピュータで読取可能なプログラムコードと呼ばれ、プロセッサユニット１１０４内のプロセッサによって読込及び実行されうる。異なる実施形態のプログラムコードは、メモリ１１０６又は固定記憶域１１０８など、異なる物理的な又はコンピュータで読取可能な記憶媒体上に具現化される。
【０１１６】
プログラムコード１１１８は、選択的に着脱可能でコンピュータで読取可能な媒体１１２０上に機能的な形態で位置付けされ、プロセッサユニット１１０４での実行用のデータ処理システム１１００に読込み又は転送することができる。これらの実施例では、プログラムコード１１１８及びコンピュータで読取可能な媒体１１２０により、コンピュータプログラム製品１１２２が形成される。一つの実施例では、コンピュータで読取可能な媒体１１２０は、コンピュータで読取可能な記憶媒体１１２４又はコンピュータで読取可能な信号媒体１１２６である。
【０１１７】
これらの実施例では、コンピュータで読取可能な記憶媒体１１２４は、プログラムコード１１１８を伝搬又は伝送する媒体よりはむしろプログラムコード１１１８を保存するために使用される物理的な又は有形の記憶デバイスである。代替的に、プログラムコード１１１８はコンピュータで読取可能な信号媒体１１２６を用いてデータ処理システム１１００に転送可能である。コンピュータで読取可能な信号媒体１１２６は、例えば、プログラムコード１１１８を含む伝播されたデータ信号である。例えば、コンピュータで読取可能な信号媒体１１２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の任意の好適な形式の信号である。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線、及び／又は他の任意の好適な形式の通信リンクなどの通信リンクによって伝送される。
【０１１８】
データ処理システム１１００に対して例示されている種々の構成要素は物理的な又は構造上の制限を設けることを意図しておらず、異なる実施形態が実行可能である。異なる例示的実施形態は、データ処理システム１１００に対して図解されている構成要素に対して追加的又は代替的な構成要素を含むデータ処理システム内で実行される。図１１に示す他の構成要素は、実施例とは異なることがある。異なる実施形態は、プログラムコード１１１８を実行できる任意のハードウェアデバイス又はシステムを使用して実行することができる。
【０１１９】
本発明の実施形態は、図１２に示す航空機の製造及び保守方法１２００、及び図１３に示す航空機１３００の観点から説明することができる。まず図１２に注目する。図１２は、一実施形態による航空機の製造及び保守の方法を示す図である。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法１２００は、図１３の航空機１３００の仕様及び設計１２０２、並びに材料の調達１２０４を含む。
【０１２０】
製造段階では、構成要素及びサブアセンブリの製造１２０６と、航空機１３００のシステムインテグレーション１２０８が行われる。その後、航空機１３００を運航１２１２に供するために、認可及び納品１２１０が行われる。顧客により運航１２１２される間に、航空機１３００は、定期的な整備及び保守１２１４（改造、再構成、改修、及びその他の整備又は保守を含みうる）を受ける。
【０１２１】
航空機の製造及び保守方法１２００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって実施又は実行されうる。これらの実施例では、オペレータは顧客である。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機メーカー、及び主要システムの下請業者を含み、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などである。
【０１２２】
ここで、図１３を参照する。図１３は、一実施形態を実行可能な航空機を示している。この実施例では、航空機１３００は、図１２の航空機の製造及び保守方法１２００によって製造されたものであり、複数のシステム１３０４及び内装１３０６を有する機体１３０２を含む。システム１３０４の例は、推進システム１３０８、電気システム１３１０、油圧システム１３１２、環境システム１３１４、及び氷検出システム１３１６のうちの一又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、自動車産業などの他の産業に異なる実施形態を適用することができる。
【０１２３】
本明細書で具現化した装置及び方法は、図１２の航空機の製造及び保守方法１２００のうちの少なくとも一つの段階で使用可能である。一実施例では、構成要素及びサブアセンブリの製造１２０６において製造される構成要素又はサブアセンブリは、航空機１３００が運航中１２１２に製造される構成要素又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造される。
【０１２４】
さらに別の実施例では、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせが、航空機の製造及び保守方法１２００の異なる段階で利用される。例えば、氷検出システム１３１６は仕様及び設計１２０２において設計される。氷検出システム１３１６の構成要素は、構成要素及びサブアセンブリの製造１２０６において製造される。氷検出システム１３１６は、システムインテグレーション１２０８において航空機１３００に取り付けられる。氷検出システム１３１６は、航空機１３００が運航１２１２中に使用される。
【０１２５】
別の実施例では、氷検出システム１３１６は、航空機１３００の既存の氷検出システムである。実施形態による特徴を含ませるために、アップグレード、修正、及びその他の作業を実施して、航空機１３００の氷検出システム１３１６を改修することができる。
【０１２６】
上記の図面及び本文において、一態様では、氷検出システム８０６は、航空機１００の垂直安定板１２０の前縁４１２に位置付けされる第１センサ４００であって、航空機１００の第１の種類の着氷状態８５８を検出するように構成されている第１センサ４００と、垂直安定板１２０の第１側面４１４に位置付けされる第２センサ４０２であって、航空機１００の第２の種類の着氷状態８６０を検出するように構成されている第２センサ４０２と、垂直安定板１２０の第２側面４１６に位置付けされる第３センサ４０４であって、航空機１００の第２の種類の着氷状態８６０を検出するように構成されている第３センサ４０４を含む。
【０１２７】
ある変形例では、氷検出システム８０６において、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４はデータ２０２を生成し、氷検出システム８０６は、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４からのデータ２０２を監視して、第１の種類の着氷状態８５８と、第２の種類の着氷状態８６０のうちの少なくとも１つの存在を示すデータ２０２に応答して動作するように構成されているプロセッサユニット８２２をさらに含む。
別の変形例では、氷検出システム８０６において、第１センサ４００は垂直安定板１２０の前縁４１２の表面５００と実質的に面一であり、垂直安定板１２０の前縁４１２の曲線５０２と実質的に一致する形状を有する。さらに別の変形例では、氷検出システム８０６において、第２センサ４０２は垂直安定板１２０の第１側面４１４の第１表面５０４と実質的に面一であり、第１側面４１４の曲線５０２と実質的に一致する第１形状を有し、第３センサ４０４は垂直安定板１２０の第２側面４１６の第２表面４１６と実質的に面一であり、第２側面４１６の曲線５０２と実質的に一致する第２形状を有する。
【０１２８】
ある場合には、氷検出システム８０６において、前縁４１２の第１センサ４００の第１位置４０６において、第１センサ４００は第１の種類の着氷状態８５８の第１水滴８５０に触れるように構成されており、第１側面４１４の第２センサ４０２の第２位置４０８と、第２側面４１６の第３センサ４０４の第３位置４１０において、第２センサ４０２と第３センサ４０４は第２の種類の着氷状態８６０の第２水滴８５２に触れるように構成されている。別の場合では、氷検出システム８０６において、第１位置４０６は航空機１００の胴体１０６の上の第１の高さであり、第２位置４０８は航空機１００の胴体１０６の上の第２の高さであり、第３位置４１０は航空機１００の胴体１０６の上の第３の高さである。さらに別の場合では、氷検出システム８０６において、第２位置４０８と第３位置４１０は、第１位置４０６から垂直安定板１２０の前縁４１６の後方に延びるライン４２４に沿って位置付けされている。
【０１２９】
ある実施例では、氷検出システム８０６において、第１の種類の着氷状態８５８は第１の数のサイズを有する第１水滴８５０によって発生し、第２の種類の着氷状態８６０は第２の数のサイズを有する第２水滴８５２によって発生し、第１の数のサイズは第２の数のサイズよりも小さい。別の実施例では、氷検出システム８０６において、第２の種類の着氷状態８６０は、過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態である。さらに別の実施例では、氷検出システム８０６において、動作は、警報を発する、ログエントリを作成する、防氷システム２０４を駆動させる、報告を送ることのうちの少なくとも一つから選択される。さらに別の実施例では、氷検出システム８０６において、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４は氷の存在を検出するように構成されている。さらにまた別の実施例では、氷検出システム８０６において、航空機１００は民間航空機１００、軍用機１００、飛行機、及びヘリコプターのうちの一つから選択される。
【０１３０】
別の態様では、本発明の氷検出システム８０６は、航空機１００の垂直安定板１２０の前縁４１２に位置付けされた第１センサ４００であって、航空機１００の標準の着氷状態を検出するように構成された第１位置４０６にある第１センサ４００と、垂直安定板１２０の第１側面４１４に位置付けされた第２センサ４０２であって、航空機１００の過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態を検出するように構成された第２位置４０８にある第２センサ４０２と、垂直安定板１２０の第２側面４１６に位置付けされた第３センサ４０４であって、第２側面４１６は第１側面４１４の反対側であり、航空機１００の過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態を検出するように構成されている第３位置４１０にある第３センサ４０４と、第１センサ４００、第２センサ４０２、及び第３センサ４０４からのデータ２０２を監視して、標準の着氷状態、及び過冷却された大粒の滴の種類の着氷状態のうちの少なくとも１つの存在を示すデータ２０２に応答して動作するように構成されたプロセッサユニット８２２を含む。
【０１３１】
ある変形例では、氷検出システム８０６において、第１センサ４００は前縁４１２の表面５００と実質的に面一であり、垂直安定板１２０の前縁の曲線５０２に実質的に一致する形状を有する。別の変形例では、氷検出システム８０６において、第２センサ４０２は垂直安定板１２０の第１側面４１４の第１表面５０４と実質的に面一であり、第１側面４１４の曲線５０２と実質的に一致する第１形状を有し、第３センサ４０４は垂直安定板１２０の第２側面４１６の第２表面５０８と実質的に面一であり、第２側面４１６の曲線５０２と実質的に一致する第２形状を有する。
【０１３２】
さらに別の変形例では、氷検出システム８０６において、第１位置４０６は航空機１００の胴体１０６の上の第１の高さであり、第２位置４０８は航空機１００の胴体１０６の上の第２の高さであり、第３位置４１０は航空機１００の胴体１０６の上の第３の高さであり、第２位置４０８と第３位置４１０は、第１位置４０６から垂直安定板１２０の前縁４１２の後方に延びるライン４２４に沿って位置している。ある実施例では、氷検出システム８０６において、動作は警報を発する、ログエントリを作成する、防氷システム２０４を駆動させる、報告を送ることのうちの少なくとも一つから選択される。
【０１３３】
ある態様において、着氷状態を検出する方法が開示されており、この方法は、航空機１００の第１の種類の着氷状態８５８を示す第１データ２０２について、航空機１００の垂直安定板１２０の前縁４１２に位置付けされた第１センサ４００を監視し、航空機１００の第２の種類の着氷状態８６０を示す第２データ２０２について、垂直安定板１２０の第１側面４１４に位置付けされた第２センサ４０２と、垂直安定板１２０の第２側面４１６に位置付けされた第３センサ４０４を監視し、第１データ２０２からの第１の種類の着氷状態８５８、及び第２データ２０２からの第２の種類の着氷状態８０６のうちの少なくとも１つの検出に応答して動作を開始することを含む。
【０１３４】
ある態様では、本方法はさらに、第１データ２０２からの第１の種類の着氷状態８５８、及び第２データ２０２からの第２の種類の着氷状態８６０のうちの少なくとも１つの検出に応答して、第１の種類の着氷状態８５８と、第２の種類の着氷状態８６０のうちの少なくとも１つが検出された航空機１００の位置を特定することを含む。別の態様では、本方法において、第１データ２０２からの第１の種類の着氷状態８５８、及び第２データ２０２からの第２の種類の着氷状態８６０のうちの少なくとも１つの検出に応答して動作を開始するステップが、第１データ２０２からの第１の種類の着氷状態８５８、及び第２データ２０２からの第２の種類の着氷状態８６０のうちの少なくとも１つの検出に応答して動作を開始することを含み、この動作は、警報を発する、ログエントリを作成する、防氷システム２０４を駆動させる、報告を送ることのうちの少なくとも一つから選択される。
【０１３５】
したがって、一又は複数の実施形態により、異なる種類の着氷状態を特定する方法及び装置が提供される。具体的には、実施形態により、第１の種類の着氷状態と、第２の種類の着氷状態を特定する能力が提供される。第１の種類の着氷状態は、第２の種類の着氷状態が過冷却された大粒の滴の着氷状態である時に通常遭遇するものである。これらの実施例では、一よりも多い種類の着氷状態を特定する能力により、航空機は、例えば連邦航空局等の政府又は他の管理団体から提示される様々な規則下で異なる種類の着氷状態において飛行する認可を得ることができる。
【０１３６】
異なる実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多くの修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、異なる実施形態は、他の実施形態と比較して異なる特徴を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【符号の説明】
【０１３７】
１００    航空機
１０２    翼
１０４    翼
１０６    胴体
１０８    エンジン
１１０    エンジン
１１２    機首
１１４    尾部
１１６    水平安定板
１１８    水平安定板
１２０    垂直安定板
１２２    氷検出システム
１２４    センサ
１２６    航空機の表面
１２８    センサ
１３０    センサ
１３２    センサ
１３４    センサ
１３６    センサ
１３８    センサ
１４０    センサ
１４２    センサ
１４４    センサ
１４６    センサ
１４８    第１群のセンサ
１５０    センサ
１５２    センサ
１５４    センサ
１５６    センサ
１５８    センサ
１６０    センサ
１６２    センサ
１６４    センサ
１６６    センサ
１６８    センサ
１７０    第２群のセンサ
２００    プロセッサユニット
２０２    データ
２０４    防氷システム
２０８    飛行管理システム
２２０    氷検出アセンブリ
２２２    氷検出アセンブリ
２２４    氷検出アセンブリ
２２６    氷検出アセンブリ
２２８    氷検出アセンブリ
２３０    氷検出アセンブリ
２３２    氷検出アセンブリ
２３４    氷検出アセンブリ
２３６    氷検出アセンブリ
２３８    氷検出アセンブリ
３００    エーロフォイル
３０２    エーロフォイルの表面
３０４    第１位置
３０６    第２位置
３０８    第１領域
３１０    第２領域
３１２    第１水滴
３１４    任意の数の位置の第１部分
３１６    任意の数の位置の第２部分
３１８    第２水滴
４００    第１センサ
４０２    第２センサ
４０４    第３センサ
４０６    第１位置
４０８    第２位置
４１０    第３位置
４１２    垂直安定板の前縁
４１４    垂直安定板の第１側面
４１６    垂直安定板の第２側面
４１８    センサの高さ
４２０    胴体の最上部
４２２    垂直安定板の高さ
４２４    センサの位置するライン
４２６    氷検出アセンブリ
５００    前縁の表面
５０２    前縁の表面の曲線
５０４    垂直安定板の第１側面上の第１表面
５０６    垂直安定板の第１側面上の第１表面の曲線
５０８    垂直安定板の第２側面上の第２表面
５１０    垂直安定板の第２側面上の第２表面の曲線
５１２    第１領域
５１４    第２領域
６００    筐体
６０２    垂直安定板の第１表面の開口部
７００    筐体の表面
７０２    筐体の表面の曲線
８００    設計環境
８０２    デザイナー
８０４    氷検出システムの設計
８０６    氷検出システム
８０８    コンピュータシステム
８１０    航空機の設計
８１２    航空機
８１４    パラメータ
８１６    構成要素
８１８    パラメータ
８２０    構成要素
８２２    プロセッサユニット
８２４    センサシステム
８２６    複数のセンサ
８２８    第１群のセンサ
８３０    第２群のセンサ
８３２    位置
８３４    表面
８３６    第１群の位置
８３８    第２群の位置
８４０    氷検出アセンブリ
８４２    シミュレーション
８４４    複数の水滴
８４６    着氷状態
８４８    位置
８５０    第１水滴
８５２    第２水滴
８５４    第１領域
８５６    第２領域
８５８    第１の種類の着氷状態
８６０    第２の種類の着氷状態
８６２    構造
８６４    複数の構造
８６６    エーロフォイル
８６８    胴体
８７０    エンジンの筐体
８７１    エンジン入口
８７２    任意の数の種類のセンサ
１１００    データ処理システム
１１０４    プロセッサユニット
１１０６    メモリ
１１０８    固定記憶域
１１１０    通信ユニット
１１１２    入力／出力ユニット
１１１４    ディスプレイ
１１１６    記憶デバイス
１１１８    プログラムコード
１１２０    コンピュータによって読み取り可能な媒体
１１２２    コンピュータプログラム製品
１１２４    コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体
１１２６    コンピュータによって読み取り可能な信号媒体
１２００    航空機の製造及び保守方法
１２０２    仕様及び設計
１２０４    材料の調達
１２０６    構成要素及びサブアセンブリの製造
１２０８    システムインテグレーション
１２１０    認可及び納品
１２１２    運航
１２１４    整備及び保守
１３００    航空機
１３０２    機体
１３０４    システム
１３０６    内装
１３０８    推進システム
１３１０    電気システム
１３１２    油圧システム
１３１４    環境システム
１３１６    氷検出システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006377315.tif 000007
【図７】
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【図８】
0006377315.tif 000009
【図９】
0006377315.tif 000010
【図１０】
0006377315.tif 000011
【図１１】
0006377315.tif 000012
【図１２】
0006377315.tif 000013
【図１３】
0006377315.tif 000014