[發明專利]風參數指示

有效

• 申請號: 201380018203.7
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN104797955B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: I·浩方;Y·格勞茲曼;I·蓋里姆
• 申請（專利權）人: 溫特斯產品開發咨詢有限公司
• 主分類號: G01S1/00
• 分類號: G01S1/00;G01S19/15;G01S5/00;G01W1/00;B64D17/00
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所11410
• 代理人: 張思悅,賈媛媛

技術領域

所公開的技術通常涉及風速和風向指示器以及飛行器著陸援助。

背景技術

直升機的主要特點是它的執行在幾乎任何地點著陸的能力并且并不一定需要與許多其他類型飛行器一樣的專用跑道。典型的飛行器著陸包括飛行員從位于附近的飛行器控制站和/或即將進行著陸的機場的操作員接收必要的著陸信息。如果飛行員在無法從外部來源獲取必要著陸信息的遠程地點著陸飛行器，則必須通過其它方式獲得信息。這種信息的關鍵組成部分是與所希望的著陸點的風況相關的各種參數，諸如風速和風向。必須獲知足夠高水平精確度的風參數。著陸點的局部風況和鄰近地區的那些風況之間可能有顯著差異，即使在相對短的距離之間進行比較時也是如此。因此，飛機著陸周邊地點的風參數的整體值對于著陸要求來說可能不夠精確。而且，風參數是可變的并且可能會突然改變。各種實體或物品可能會沿風路突然轉向某一地點，這可能會改變或影響風參數。在某些情況下，飛行員在實際著陸前并不非常清楚確切的著陸點并且可能被迫根據各種限制和不斷變化的條件來確定精確地點或者變先前選擇的著陸點。此外，著陸點可能位于偏遠地點，只能受限地或不能使用著陸援助個體和/或缺少臨近飛行器控制站(例如由于地形因素例如湖泊、高山或其他類型的難以到達的地形)。這種限制使得在足夠的時間段內以足夠程度的精確度來精確風參數和其他必要著陸信息的能力復雜化。

軍事和準軍事部隊常用的實時著陸區信號發射的一種方法，包括使用煙霧彈。所散發的煙霧可以為飛行員提供著陸點的風向指示。盡管煙霧彈易于布置并且可以同時用于另外的目的，但是它們也因為所包含的化學品而具有潛在的危險，并且因此通常限制于授權的人員。此外，煙霧彈不能在水上使用，并且一旦來自第一彈的煙霧已經完全發散則必須用使用新彈。另一種方法是由地面上的人實時在著陸點安裝便攜式風標或其他高度可見的風測量儀器。然而，這樣的風標相對較大并且需要時間來組裝，并且因此需要提前足夠的時間通知實際著陸點的必要個體。

有本領域中已知的用于測量風速和風向的各種類型的測量儀器和技術。風向標，也被稱為“風標(weather?vane)”或“風標(weathercock)”，通常是由在其重心安裝在垂直定向的桿上的非對稱形狀指針來實現，以使得所述指針的一端沿著風的方向定向。風向標還可以包括指南針，諸如四臂交叉表示參考方向(北、東、西、南)，提供用于指針校準的基準軸線。相關類型的儀器是推進器或風車式風速計，其具有沿平行于風向的軸線旋轉的許多平的或螺旋的葉片。風速可以用葉片的角旋轉的函數計算。

風標，也被稱為“風袋”或“圓錐風標”，是由織物制成的錐形中空管，其被安裝在自由樞軸上，以使得管指向遠離風吹過的方向。風標通常是色彩鮮艷的以提高可見度，并且常用在機場(助理飛行員)、在化工廠(由于氣體泄漏的風險)和公路沿途(為車輛司機)。

皮托管是一種壓力測量儀器，由定位為平行于流體流的方向放置并連接到壓力計(壓力表)的管組成，提供對流體流速的測量結果。管式風速計通常通過包含液體壓力計的U形管實現，其中所述管的一個末端面向風水平彎折，而另一末端保持豎直平行于風流動。吹入水平管末端的風增加壓力計一側的壓力，同時沿垂直豎直管末端流動的風幾乎不影響另一側的壓力，以使得所得到管中液體的變化提供對風速的指示。通過測量風壓操作的另一種類型的風速計是板式風速計板，其僅僅是豎直懸掛的板，其中板表面的風壓由彈簧來平衡。彈簧壓縮決定對風對板施加的力。板式風速計對微風和可變的風況產生較差響應而對強風產生不準確性。

聲波風速計利用超聲波測量風速，基于超聲波在一對傳感器之間的傳播時間。多個超聲波傳感器可以組合產生風流動的三維模型。聲波風速計由于其高的時間分辨率而很好地適用于湍流測量，并且由于缺少運動部件也相對堅固和耐用。然而，聲波風速計對降水(例如，陰雨天氣)期間的不準確性敏感并且也可能需要補償支承結構的影響。

激光多普勒風速計通過測量發射的激光束的反射的后向散射和相關的多普勒頻移來操作。所測量的多普勒頻移被用來計算空氣中引起后向散射的粒子的速度，其對應于周圍區域的風速。

乒乓球風速計涉及簡單的從繩子垂下的乒乓球(或類似的輕量物體)的配置。乒乓球角位移的測量結果提供風速的指示，而位移方向對應于風向。