[發明專利]跑道上冰霜的預先檢測方法和裝置有效

申請號：	201180057060.1	申請日：	2011-10-13
公開（公告）號：	CN103270432A	公開（公告）日：	2013-08-28
發明（設計）人：	D·居方;R·舍格林;H·拉紹	申請（專利權）人：	AER公司;國家航空與空間研究事務局
主分類號：	G01W1/14	分類號：	G01W1/14;G08B19/02
代理公司：	中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038	代理人：	黃必青
地址：	法國舍***	國省代碼：	法國;FR
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摘要：
搜索關鍵詞：	跑道冰霜預先檢測方法裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及跑道上冰霜的預先檢測方法和裝置。

本發明還涉及能夠準確預測和知道活動表面上的冰霜沉積的裝置和方法。

本發明更特別的目標是自行車道上或車輛行駛道路上的冰霜厚度的預測。

本發明更特別的目標是航空器起飛和降落跑道上的冰霜厚度的預測。

本發明更特別但非唯一地涉及道路或高速公路上冰霜存在的預測。

本發明還涉及風輪機葉片上或對冰霜敏感的機械上冰霜存在的預測。

背景技術

目前，軍用和商業航空使用起飛和降落跑道，跑道一定是長度有限的。冰霜厚度的出現明顯降低可允許的起飛和/或降落的最大質量。實際上，在跑道上有冰霜存在的情況下，必要情況下的制動距離將大大增加。控制塔需要知道該冰霜的存在，控制塔將該冰霜的存在告知飛行員。夜間難以覺察冰霜的存在。因此控制塔必須派人員到跑道上以便定期核實不存在相當數量的冰霜，這導致很大的耗費。

在高速公路上問題也是相似的。迅速知道并盡可能預測馬路的冰霜狀態是極其重要的，以便通知司機，并組織行駛車道的除冰。

經驗表明，需要至少30分鐘的一段時間來組織通訊和進行除冰。因此迫切需要能夠預測跑道上或道路上的相當厚度的冰霜出現。

理想的是，應能從出現冰霜時起預測冰霜的沉積。然而，只有當冰霜厚度大于導致跑道上附著力減弱的厚度時，冰霜的測量系統才運行。這已為時太晚。

由對于道路或跑道結冰霜狀態的錯誤了解而引起的事故已經導致了非常多的事故。

在此本發明提出的目標是解決所提出的預測跑道上冰霜存在的問題。

本發明還可提出能夠提高跑道上或道路上冰霜厚度測量部件的精度的解決方法。

有許多檢測冰霜的檢測部件。例如，作為例子可列舉出使用超聲波的探測件、磁致伸縮探測件、利用壓力變化的探測件、使用光束或光電束的探測件……還存在振動探測件，覆蓋冰霜的振動探測件具有隨冰霜厚度變化的固有頻率。

所有這些方法都具有優點和缺點，但是不能預測冰霜的形成。它們只能是，一旦冰霜層足夠厚以被覺察和在需要時被測量時，檢測冰霜的存在。

分析不同大氣參數來推斷冰霜出現的概率似乎是容易的。在現實中，該現象要復雜得多，并且證明通過分析大氣參數預料跑道上的冰霜沉積是非常困難的甚至是不可能的。

因此需要設計一方面加速冰霜沉積和另一方面代表跑道溫度條件的裝置。實際上，研究后發現，環境空氣溫度與跑道溫度之間存在很大差異。這主要是由于作為時間函數的跑道溫度曲線的一階導數與作為時間函數的空氣溫度曲線的一階導數非常不同，因此在一給定時刻的跑道溫度與周圍空氣溫度可以是非常不同的。其它參數如跑道輻射，例如跑道下的土壤熱惰性，更加劇該現象。

已經提出測量表面上冰霜厚度的許多裝置，并且這些裝置成為以下專利的申請主題：

－韓國專利KR20090096065提出能夠通過研究石英的振動精確知道露點的裝置。該裝置不能預測跑道上的冰霜沉積；

－2007年4月11日的法國專利FR2914906提出能夠檢測飛行的航空器上存在冰霜的裝置。該裝置不能預測跑道上冰霜的存在。

－1986年10月15日的法國專利FR2605402提出包括帶有冰霜厚度超聲測量系統的轉動體的裝置。該系統不考慮可能與環境空氣溫度非常不同的跑道溫度。因此，專利FR2605402提出的裝置完全是無效的，因此當跑道溫度不同于環境空氣溫度時不能使用，跑道溫度不同于環境空氣溫度是經常的情況。

日本專利JP6174344提出包括在交換器的二個點的兩個溫度測量的裝置。該裝置完全沒有啟示環境大氣中活動目標的存在。

發明內容

本發明通過提出專門適配的裝置和方法解決上述問題，該裝置和方法可以精確測量冰霜厚度EP并預測在表面如跑道P或道路上的冰霜形成。

為此本發明提出的裝置包括：

－對象體，對象體具有相對于跑道環境空氣的非零相對速度，所述環境空氣具有一溫度TA，

－能夠知道所述對象體上存在的冰霜厚度的部件，

－溫度傳感器，其可以測量跑道P的溫度TP，

－溫度調節部件，其調節所述對象體的溫度，以使所述對象體的溫度基本等于或小于跑道的溫度，