устройство обнаружения и измерения интенсивности обледенения летательного аппарата

Формула изобретения

Устройство обнаружения и измерения интенсивности обледенения летательного аппарата, содержащее приемник обледенения, источник света, приемник излучения в виде линейки фотоприемников, расположенной перпендикулярно по отношению к приемнику обледенения, нагреватель для растапливания льда и дешифратор, выполненный с возможностью определения по количеству затененных фотоприемников толщины льда, отличающееся тем, что в него введена оптическая система в виде световода, объектива и окуляра, обеспечивающая визуальный контроль факта появления льда, его структуры, степени шероховатости, особенностей процесса обледенения, приемник обледенения выполнен в виде цилиндрического штыря, вынесенного перпендикулярно в невозмущенный поток, а дешифратор выполнен с возможностью определения по скорости затенения фотоприемников скорости нарастания льда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области метеорологических измерений и авиационной техники и может быть использовано при определении интенсивности обледенения летательного аппаратов.

Известно устройство измерения интенсивности обогащения, основывающееся на определении индуктивности катушки, которая вынесена в набегающий поток. На этой катушке нарастает слой льда, который приводит к изменению индуктивности катушки. Устройство имеет невысокую точность, т. к. растущий слой льда на витках катушки частично закорачивает ее витки. Кроме того, изменение температуры также приводит к изменению ее индуктивности. Вибрация на летающих аппаратах также отрицательно сказывается на работе прибора.

Прототипом заявляемого устройства выбрано устройство для определения интенсивности обледенения (патент Великобритании, 1364845, кл. G 1 A, 1974). Устройство содержит электрический датчик обледенения, сетку (мерную поверхность), электроконтакт, источник питания, спираль электроподогрева мерной поверхности и элемент электрической схемы. В основу работы положено измерение интенсивности обледенения за счет периодического замыкания электрического контакта мерной поверхности из-за нарастания льда. Большей интенсивности обледенения соответствует большее количество замыканий контакта и соответственно больший заряд на интегрирующем конденсаторе. Такое устройство имеет существенные погрешности, которые обусловлены следующими причинами:

возможностью "паразитного" замыкания контакта вследствие вибрации на летальном аппарате;

влияние воздушного потока на процесс замыкания контакта (изменение динамического напора может приводить к ложным срабатываниям);

неравномерность обледенения может приводить к заклиниванию рабочей пружины и выходу из строя датчика.

Задача, на решение которой направлено изобретение, повышение точности определения времени начала и окончания обледенения, толщина люда и скорости его нарастания (интенсивности обледенения).

Сущность изобретения состоит в том, что устройство, включающее существенные признаки, общие с прототипом: приемник обледенения в виде нанесенного в невозмущенный поток и установленного перпендикулярно ему цилиндрического штыря, снабженного нагревателем, содержит оптико-электронное устройство, включающее источник света, передающий объектив, на который нанесены деления длины, приемный объектив, линейку фотоприемников, дешифратор и передающий объектив. Элементы конструкции установлены таким образом, чтобы в поле зрения передающего объектива находился цилиндрические штырь, устанавливаемый вне летательного аппарата, на котором образуется лед. Изображение штыря с наросшим льдом передается по световоду, проходящему через герметичный проходник, в салон самолета на приемный объектив для визуального контроля. Рядом с передающим объективом установлена линейка фотоприемников, своей осью она перпендикулярна цилиндрическому штырю. При этом растущий на штыре лед последовательно затеняет фотоприемники, которые подключены к дешифратору. Последний по количеству затененных фотоприемников и скорости их затемнения определяет и выдает следующую информацию для записи и регистрации: скорость роста льда и его толщину. Когда лед полностью перекрывает всю линейку фотоприемников, включается нагреватель, сбрасывающий лед с приемного штыря.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения достаточна для достижения технического результата повышение точности измерения за счет обеспечения детального визуального контроля работы устройства, определения структуры растущего льда и исключения вредного влияния воздушного потока на работу датчика.

На чертеже приводится конструкция датчика, где 1 корпус датчика, на котором установлен источник света 2, освещающий приемный штырь 3, где нарастает лед 4. Сигналы с линейки фотоприемников 5 и приемного объектива 6 по кабелю 7 и световоду 8 через герметичный проходник 9, установленный на корпусе летательного аппарата 10, подаются на приемный объектив 11 и дешифратор 12. Напряжение питания для сброса люда по кабелю 13 подается на электроспираль, расположенную в приемном штыре, в момент замыкания контактного устройства 14.

Работает устройство следующим образом. Приемный штырь 3 установлен в невозмущенном потоке за бортом самолета. Он закреплен на корпусе датчика 1, который крепится к фюзеляжу самолета 10. Нарастающий лед 4 на штыре 3 перекрывает световой поток, поступающий от источника света 2, на линейку фотоприемников 5 и объектив 6. Электрический сигнал с линейки фотоприемников, несущий информацию о количестве затемненных фотоприемников, подается на дешифратор 12. Последний определяет время начала и окончания обледенения, а также толщину льда и скорость его нарастания. С помощью приемного объектива, на который нанесены деления длины, а также световода 8 и передающего объектива 11 осуществляется визуальный контроль за нарастающим льдом 4.