Sistema de sensor de velocidad aerodinámica para una aeronave.

Un aparato que comprende una aeronave (304) y que comprende además:

una pluralidad de sondas de Pitot estáticas

(312) asociadas con una parte delantera (334) de un fuselaje (336) de la aeronave, en donde cada una de la pluralidad de sondas de Pitot estáticas es un primer tipo de sensor, y donde la pluralidad de sondas de Pitot estáticas están configuradas para generar primeros datos (328);

una pluralidad de sistemas de sensores de ángulo de ataque (314), en donde cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de ángulo de ataque es un segundo tipo de sensor, y en donde la pluralidad de sistemas de sensores de ángulo de ataque están configurados para generar segundos datos (338); una pluralidad de sensores de detección y medición de luz (316), en donde cada uno de los sensores de detección y medición de luz son un tercer tipo de sensor, y en donde la pluralidad de sensores de detección y medición de luz están configurados para generar terceros datos (356); y

un sistema de consolidación de señales (366) configurado para detectar errores en los primeros datos generados por la pluralidad de sondas de Pitot estáticas, los segundos datos generados por la pluralidad de sistemas de sensores de ángulo de ataque y los terceros datos generados por la pluralidad de sensores de detección y medición de luz;

en donde los primeros datos comprenden un primer valor de presión total (330) y un primer valor de presión estática (332) para un entorno (302) que rodea a la aeronave, los segundos datos comprenden un segundo valor de presión total (340) y un segundo valor de presión estática (432) para el entorno que rodea a la aeronave, y los terceros datos (356) comprenden un tercer valor de presión total y un tercer valor de presión estática para el entorno que rodea a la aeronave.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11179827.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MCINTYRE,MELVILLE D. W.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VELOCIDADES LINEALES O ANGULARES, DE LA... > Indicación o registro de la existencia, ausencia... > G01P13/02 (Indicación de la dirección solamente, p. ej. con una veleta)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VELOCIDADES LINEALES O ANGULARES, DE LA... > Medida de la velocidad de los fluidos, p. ej. de... > G01P5/16 (utilizando tubos de Pitot)

PDF original: ES-2471068_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de sensor de velocidad aerodinïmica para una aeronave INFORMACIïN GENERAL

Campo: La presente descripciïn se refiere en general a sistemas de sensores y mïs especïficamente a sistemas de sensores de velocidad aerodinïmica.

Antecedentes: Los sistemas de sensores para aeronaves proporcionan datos de vuelo a los pilotos. Estos sistemas de sensores proporcionan datos como altitud, velocidad aerodinïmica, rumbo y cabeceo a los pilotos para que puedan operar la aeronave. Por ejemplo, los pilotos pueden utilizar datos de rumbo para determinar cuando la aeronave se desplaza en la direcciïn de su destino.

Los sistemas de sensores tambiïn son utilizados por los sistemas informïticos que controlan sistemas a bordo de la aeronave. Por ejemplo, la velocidad aerodinïmica puede ser utilizada por los sistemas informïticos a bordo de la aeronave para controlar la velocidad y la estabilidad de la misma.

La velocidad aerodinïmica verdadera es la velocidad real de una aeronave en relaciïn con el aire en el que la misma estï volando. La velocidad aerodinïmica calibrada es la velocidad de la aeronave identificada por sistemas de sensores a bordo de la aeronave. La velocidad aerodinïmica calibrada difiere de la velocidad aerodinïmica verdadera en que la velocidad aerodinïmica calibrada no estï corregida para los efectos de la compresibilidad y la densidad del aire que rodea a la aeronave en el momento de la mediciïn. Como se usa en la presente memoria, la velocidad aerodinïmica calibrada se conoce como velocidad aerodinïmica.

La velocidad aerodinïmica es un ejemplo de una mediciïn realizada por un sistema de sensor para una aeronave. Pueden usarse diferentes tipos de sensores en el sistema de sensor empleado para medir la velocidad aerodinïmica. Por ejemplo, puede usarse un tubo de Pitot estïtico para medir la velocidad aerodinïmica. El tubo de Pitot estïtico mide la velocidad aerodinïmica mediante la identificaciïn de las presiones total y estïtica en el entorno que rodea a la aeronave.

Las diferentes condiciones pueden cambiar la exactitud con la que un sensor mide la velocidad aerodinïmica. Por ejemplo, puede acumularse hielo en o alrededor de un sensor de velocidad aerodinïmica. El hielo puede hacer que los sensores de velocidad aerodinïmica informen una velocidad aerodinïmica de la aeronave que es menos exacta que la deseada.

Con una disminuciïn de la exactitud en la detecciïn de la velocidad aerodinïmica de una aeronave, los datos informados por los sistemas de sensores a un piloto y/o sistemas informïticos a bordo por el sistema de sensor pueden reducir el rendimiento de la aeronave. Por ejemplo, la velocidad aerodinïmica y otra informaciïn pueden utilizarse para mantener la velocidad de la aeronave en un valor aceptable. Si la velocidad aerodinïmica no es tan exacta como se desea, el control del aviïn puede llegar a verse comprometido.

Por consiguiente, serïa ventajoso contar con un mïtodo y un aparato que tenga en cuenta uno o mïs de los problemas discutidos anteriormente, asï como posiblemente otros problemas.

El documento EP 1 391 736 A1 (Rosemount Aerospace Inc.) describe un sistema para proporcionar estimaciones de parïmetros de aeronaves independientes y diferentes, incluyendo primera y segunda sondas de mïltiples funciones electrïnicas de doble canal posicionables adyacentes al revestimiento de una aeronave.

El documento US 2009/222 150 A1 (Preaux, Guillaume) describe un sistema para el monitoreo de parïmetros anemobaroclinomïtricos en una aeronave, incluyendo un circuito de detecciïn primaria que tiene al menos un canal de mediciïn.

SUMARIO Las diferentes realizaciones ventajosas proporcionan un aparato y un mïtodo para identificar una velocidad aerodinïmica para una aeronave. En una realizaciïn ventajosa, se proporciona un aparato. El aparato consiste de una pluralidad de sondas de Pitot estïticas. Cada una de la pluralidad de sondas de Pitot estïticas es un primer tipo de sensor. La pluralidad de sondas de Pitot estïticas generan unos primeros datos. El aparato tambiïn consiste de una pluralidad de sistemas de sistemas de sensores de ïngulo de ataque. Cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque es un segundo tipo de sensor, y la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque generan unos segundos datos. El aparato tambiïn consiste de una pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz. Cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de detecciïn y mediciïn de luz es un tercer tipo de sensor, y la pluralidad de sistemas de sensores de detecciïn y mediciïn de luz genera unos terceros datos. El aparato tambiïn consiste de un sistema de consolidaciïn de seïales configurado para detectar errores en los

primeros datos generados por la pluralidad de sondas de Pitot estïticas, los segundos datos generados por la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque, y los terceros datos generados por la pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz.

En otra realizaciïn ventajosa, un aparato consiste de una pluralidad de sondas de Pitot estïticas, una pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque, una pluralidad de tubos de Venturi, y un sistema de consolidaciïn de seïales. Cada una de la pluralidad de sondas de Pitot estïticas es un primer tipo de sensor. La pluralidad de sondas de Pitot estïticas estï configurada para generar primeros datos. Cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque es un segundo tipo de sensor, y la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque estï configurada para generar segundos datos. Cada uno de la pluralidad de tubos de Venturi es un tercer tipo de sensor, y la pluralidad de tubos de Venturi estï configurada para generar terceros datos. El sistema de consolidaciïn de seïales estï configurado para detectar errores en los primeros datos generados por la pluralidad de sondas de Pitot estïticas, los segundos datos generados por la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque, y los terceros datos generados por la pluralidad de tubos de Venturi.

En aïn otra realizaciïn ventajosa, se proporciona un mïtodo para identificar una velocidad aerodinïmica de una aeronave. Una pluralidad de sondas de Pitot estïticas genera un primer valor de presiïn total y un primer valor de presiïn estïtica para un entorno que rodea a la aeronave. Una pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz genera un segundo valor de presiïn total y un segundo valor de presiïn estïtica para el entorno que rodea a la aeronave. Una pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque genera un tercer valor de presiïn total y un tercer valor de presiïn estïtica para el entorno que rodea a la aeronave. Los errores en el primer valor de presiïn total, el primer valor de presiïn estïtica, el segundo valor de presiïn total, el segundo valor de presiïn estïtica, el tercer valor de presiïn total y el tercer valor de presiïn estïtica se consolidan para formar un valor de presiïn total consolidada y un valor de presiïn estïtica consolidada. Se identifica una velocidad aerodinïmica para la aeronave a partir del valor de presiïn total consolidada y el valor de presiïn estïtica consolidada.

En aïn otra realizaciïn ventajosa, se describe un aparato que comprende:

una pluralidad de sondas de Pitot estïticas, en donde cada una de la pluralidad de sondas de Pitot estïticas es un primer tipo de sensor, y en donde la pluralidad de sondas de Pitot estïticas estï configurada para generar primeros datos; una pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque, en donde cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque es un segundo tipo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato que comprende una aeronave (304) y que comprende ademïs:

una pluralidad de sondas de Pitot estïticas (312) asociadas con una parte delantera (334) de un fuselaje (336) de la aeronave, en donde cada una de la pluralidad de sondas de Pitot estïticas es un primer tipo de sensor, y donde la pluralidad de sondas de Pitot estïticas estïn configuradas para generar primeros datos (328) ; una pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque (314) , en donde cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque es un segundo tipo de sensor, y en donde la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque estïn configurados para generar segundos datos (338) ; una pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz (316) , en donde cada uno de los sensores de detecciïn y mediciïn de luz son un tercer tipo de sensor, y en donde la pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz estïn configurados para generar terceros datos (356) ; y un sistema de consolidaciïn de seïales (366) configurado para detectar errores en los primeros datos generados por la pluralidad de sondas de Pitot estïticas, los segundos datos generados por la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque y los terceros datos generados por la pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz; en donde los primeros datos comprenden un primer valor de presiïn total (330) y un primer valor de presiïn estïtica (332) para un entorno (302) que rodea a la aeronave, los segundos datos comprenden un segundo valor de presiïn total (340) y un segundo valor de presiïn estïtica (432) para el entorno que rodea a la aeronave, y los terceros datos (356) comprenden un tercer valor de presiïn total y un tercer valor de presiïn estïtica para el entorno que rodea a la aeronave.

2. La aeronave (304) de la reivindicaciïn 1, en donde el sistema de consolidaciïn de seïales (366) comprende:

una unidad de procesamiento (204) configurada para consolidar los primeros datos (328) , los segundos datos (338) y los terceros datos (356) .

3. La aeronave (304) de la reivindicaciïn 1, en donde el sistema de consolidaciïn de seïales (366) comprende un componente (502) seleccionado de una pluralidad de circuitos (504) , una pluralidad de circuitos integrados (506) y una matriz lïgica programable (508) .

4. La aeronave (304) de la reivindicaciïn 1, en donde en la detecciïn de los errores (368) en los primeros datos

(328) generados por la pluralidad de sondas de Pitot estïticas (312) , los segundos datos (338) generados por la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque (314) y los terceros datos (356) generados por la pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz (316) , el sistema de consolidaciïn de seïales (366) estï configurado para identificar un cuarto valor de presiïn total (380) para el entorno (302) usando el primer valor de presiïn total (330) , el segundo valor de presiïn total (340) y el tercer valor de presiïn total; e identificar un cuarto valor de presiïn estïtica (372) para el entorno que rodea a la aeronave usando el primer valor de presiïn estïtica (322) , el segundo valor de presiïn estïtica (342) y el tercer valor de presiïn estïtica.

5. La aeronave (304) de la reivindicaciïn 4, en donde en la identificaciïn del cuarto valor de presiïn total (380) para el entorno (302) usando el primer valor de presiïn total (330) , el segundo valor de presiïn total (340) y el tercer valor de presiïn total, el sistema de consolidaciïn de seïales (366) estï configurado para identificar un primer valor de mediana (374) a partir del primer valor de presiïn total, el segundo valor de presiïn total y el tercer valor de presiïn total para formar un valor de presiïn total consolidada (380) para el entorno.

6. La aeronave (304) de la reivindicaciïn 5, en donde en la identificaciïn del cuarto valor de presiïn estïtica (372) para el entorno (302) usando el primer valor de presiïn estïtica (332) , el segundo valor de presiïn estïtica (342) y el tercer valor de presiïn estïtica, el sistema de consolidaciïn de seïales (366) estï configurado para identificar un segundo valor de mediana (376) a partir del primer valor de presiïn estïtica, el segundo valor de presiïn estïtica y el tercer valor de presiïn estïtica para formar un valor de presiïn estïtica consolidada (372) para el entorno.

7. La aeronave (304) de la reivindicaciïn 6, en donde el sistema de consolidaciïn de seïales (366) estï configurado ademïs para identificar una velocidad aerodinïmica (310) para la aeronave a partir del primer valor de mediana

(374) y el segundo valor de mediana (376) .

La aeronave (304) de la reivindicaciïn 1, en donde cada uno de la pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de ataque (314) comprende:

un sensor de ïngulo de ataque de paletas (344) asociado con el fuselaje delantero (334) de la aeronave (304) ; un sistema de sensor inercial (378) configurado para generar datos de inercia para la aeronave;

un receptor de sistema de posicionamiento global (346) configurado para generar una altitud por encima del nivel del mar promedio de la aeronave y un valor de presiïn estïtica sintïtico (342) usando un modelo de elevaciïn y los datos de inercia.

9. Un mïtodo para identificar una velocidad aerodinïmica (310) para una aeronave (304) , comprendiendo el mïtodo:

generar, mediante una pluralidad de sondas de Pitot estïticas (312) asociadas con una parte delantera (334) de un fuselaje (336) de la aeronave, un primer valor de presiïn total (330) y un primer valor de presiïn estïtica (320) para un entorno (302) que rodea a la aeronave;

generar, mediante una pluralidad de sensores de detecciïn y mediciïn de luz (316) , un segundo valor de presiïn total y un segundo valor de presiïn estïtica para el entorno que rodea a la aeronave; generar, mediante una pluralidad de sistemas de sensores de ïngulo de de ataque (314) , un tercer valor de presiïn total (340) y un tercer valor de presiïn estïtica (342) para el entorno que rodea a la aeronave; detectar errores (368) en el primer valor de presiïn total, el primer valor de presiïn estïtica, el segundo valor

de presiïn total, el segundo valor de presiïn estïtica, el tercer valor de presiïn total y el tercer valor de presiïn estïtica para formar un valor de presiïn total consolidada (370) y un valor de presiïn estïtica consolidada (372) ; e identificar una velocidad aerodinïmica para la aeronave a partir del valor de presiïn total consolidada y el valor de presiïn estïtica consolidada;

en donde los primeros datos comprenden un primer valor de presiïn total (330) y un primer valor de presiïn estïtica (332) para un entorno (302) que rodea a la aeronave, los segundos datos comprenden un segundo valor de presiïn total (340) y un segundo valor de presiïn estïtica (432) para el entorno que rodea a la aeronave, y los terceros datos (356) comprenden un tercer valor de presiïn total y un tercer valor de presiïn estïtica para el entorno que rodea a la aeronave.