[0001] 本发明总体涉及飞行器飞行监测系统，并且更具体地，涉及用于确定飞行器飞行条件的方法和设备。

[0002] 通常，飞行器包括空速指示器，以使操作该飞行器的飞行员能够监测该飞行器的空速。传统的空速指示器通常包括压力探针和/或从该飞行器的空气动力表面延伸的叶片。因此，如果碎片(例如，冰、灰尘、鸟、降水等)和/或地勤人员设备与探针和/或叶片碰撞和/或阻碍探针和/或叶片，该指示器可能被损坏和/或变得不能运转和/或不准确。传统的空速指示器通常包括一个或多个移动部件，例如隔膜、弹簧、摇杆、小齿轮和/或其它移动部件。
这些移动部件可能会损坏或发生故障和/或需要频繁的维护和/或更换。

[0003] 本文所公开的示例性设备包括气态包生成器，用于生成邻近飞行器的气态包。该示例性设备还包括设置在飞行器上的传感器阵列，用于获取与该气态包有关的信息。该示例性设备还包括处理器，用于基于该信息来确定沿着飞行器流动的空气的第一特征或该飞行器的第二特征中的至少一个。

[0004] 本文公开的示例性方法包括生成邻近飞行器的气态包。该气态包相对于该飞行器移动。该示例性方法进一步包括确定该气态包的第一特征以及基于该气态包的第一特征确定沿着该飞行器流动的空气的第二特征或该飞行器的第三特征中的至少一个。

[0005] 另一个示例性设备包括用于生成邻近飞行器的气态包的装置以及当该气态包相对于该飞行器移动时用于检测该气态包的装置。该示例性设备还包括用于基于对该气态包的检测来确定沿着飞行器流动的空气的第一特征或该飞行器的第二特征中的至少一个的装置。

[0006] 根据本公开的一个方面，提供了一种设备，其包括：气态包生成器，用于生成邻近飞行器的气态包；传感器阵列，其设置在该飞行器上用于获取与该气态包相关的信息；以及处理器，用于基于该信息来确定沿着飞行器流动的空气的第一特征或飞行器的第二特征中的至少一个。

[0007] 在所述设备中，该气态包生成器包括设置在飞行器内部的离子发生器。

[0008] 所述设备还包括光纤，该光纤用于将离子发生器的激光束从飞行器内部引导到飞行器的外部。

[0009] 在所述设备中，所述传感器阵列包括电容式传感器。

[0010] 在所述设备中，所述传感器阵列包括按照弧形模式设置的多个传感器。

[0011] 在所述设备中，所述传感器阵列被耦合到飞行器的机身。

[0012] 在所述设备中，所述传感器阵列用于检测沿机身移动的气态包。

[0013] 在所述设备中，所述传感器阵列与飞行器的表面基本平齐。

[0014] 根据本公开的另一个方面，提供了一种方法，该方法包括生成邻近飞行器的气态包，该气态包相对于飞行器移动；确定该气态包的第一特征；以及基于该气态包的第一特征确定沿着飞行器流动的空气的第二特征或飞行器的第三特征中的至少一个。

[0015] 在所述方法中，生成气态包包括生成激光束。

[0016] 在所述方法中，确定气态包的第一特征包括确定气态包的尺寸。

[0017] 在所述方法中，确定空气的第二特征包括基于气态包的尺寸来确定空气的温度。

[0018] 在所述方法中，确定气态包的第一特征包括确定该气态包相对于飞行器的速度。

[0019] 在所述方法中，确定第三特征包括基于该气态包的速度来确定该飞行器的空速。

[0020] 在所述方法中，确定气态包的第一特征包括确定该气态包相对于飞行器的移动方向。

[0021] 在所述方法中，确定空气的第二特征包括基于气态包的移动方向来确定相对于该飞行器的风的前进方向。

[0022] 该方法还包括基于第二特征或第三特征中的至少一个来调节该飞行器的飞行控制机构。

[0023] 根据本公开的另一个方面，提供了一种设备，其包括用于生成邻近飞行器的气态包的装置；当该气态包相对于飞行器移动时用于检测该气态包的装置；以及用于基于对气态包的检测来确定沿飞行器流动的空气的第一特征或该飞行器的第二特征中的至少一个的装置。

[0024] 在所述设备中，用于生成该气态包的装置包括用于电离空气的装置。

[0025] 在所述设备中，用于检测气态包的装置包括用于检测气态包的第一装置以及用于检测气态包的第二装置，用于检测的第一装置和用于检测的第二装置设置在平行于该飞行器的滚动轴线的轴线的相对侧上。附图说明

[0026] 图1是可以用于实施本文公开的示例的示例性飞行器的透视图。

[0027] 图2是沿图1中的线A-A的图1中的示例性飞行器的剖视图，其示出了生成邻近该飞行器的第一气态包的第一示例性离子发生器。

[0028] 图3示出了横跨本文公开的第一示例性传感器阵列的图2中的第一气态包的示例性第一路径。

[0029] 图4是沿图2中的线B-B的图1-3中的示例性飞行器的剖视图，其示出了生成邻近该飞行器的第二气态包的第二示例性离子发生器。

[0030] 图5是一个俯视图，其示出了横跨本文公开的第二示例性传感器阵列的图4中的第二气态包的示例性第二路径。

[0031] 图6示出了本文公开的示例性传感器阵列，其可用于实施图3中的示例性第一传感器阵列和/或图5中的示例性第二传感器阵列。

[0032] 图7是根据本公开的教导的示例性飞行器数据系统的方框图。

[0033] 图8是表示根据本公开的教导的另一个示例性方法的流程图。

[0034] 图9是能够执行图8中的示例性方法的示例性处理器平台的方框图。

[0035] 这些附图不是按比例的。相反，为了阐明多个层和区域，各层的厚度在图中可能被放大。只要可能，在所有的附图及伴随的文字描述中，相同的附图标记将用于指代相同或类似的部件。正如在本专利中所使用的，声明任何部件(例如，层、膜、区域、或板)以任何方式定位于(例如，定位于、设置于、处于或形成于等等)另一个部件上，指的是参考的部件与另一部件接触，或参考的部件在另一部件之上，并且一个或多个中间部件位于它们之间。声明任何部件与另一部件相接触指的是这两个部件之间没有中间部件。

[0036] 本文公开了用于确定飞行器飞行条件的方法和设备。本文公开的一种示例性设备包括气态包生成器(例如，激光器、火花塞等)以及该气态包生成器尾部的传感器阵列。在一些示例中，气态包生成器和/或传感器阵列不包括移动组件，并因此它们是固态装置。在一些示例中，气态包生成器被设置在飞行器内部并生成飞行器外部的气态包(例如，一阵烟、等离子体包，和/或任意其它气态包)。例如，可以通过一根或多根光纤将由气态包生成器生成的激光束从飞行器内部引导到飞行器外部。在一些示例中，气态包生成器不妨碍或阻碍飞行器的翼型。例如，光纤可以引导激光脉冲通过光学窗口，该光学窗口与该飞行器的外侧或空气动力表面基本平齐。

[0037] 当气态包相对于飞行器移动时，传感器阵列在沿着该传感器阵列的一个或多个位置处检测气态包。在一些示例中，传感器阵列包括一个或多个传感器，该传感器被耦合到与空气动力表面基本平齐的飞行器的空气动力表面。在一些示例中，如果该气态包在第一方向(例如，相对于该飞行器的尾部)及第二方向(例如，相对于飞行器向侧面、向上和/或向下)中移动，则传感器按照一种模式设置(例如，弧形模式)以使该传感器阵列能够检测该气态包。

[0038] 示例性设备还包括处理器，用于确定一个或多个飞行器飞行条件，比如飞行器的空速、飞行器的攻角、沿飞行器流动的空气的速度(例如，上升气流、下降气流，和/或侧向气流)、空气的温度和/或其它飞行条件。例如，基于在第一位置处(例如，邻近光学窗口)生成气态包与在第二位置处(例如，沿着传感器阵列)检测该气态包之间的时间量，该处理器确定该气态包的速度。基于该气态包的速度，可以确定飞行器的空速。在一些示例中，基于气态包的速度的第一方向分量和/或第二方向分量，处理器确定沿飞行器流动的空气的速度和/或方向(例如，上升气流、下降气流和/或侧向气流的速度)。在一些示例中，处理器确定气态包的尺寸或维度，并且基于该尺寸，确定空气的温度。在一些示例中，基于一个或多个飞行条件，调节飞行控制机构(例如，扰流器、襟翼、配平机构、发动机和/或其它飞行控制机构)。例如，基于沿着飞行器流动的空气的速度，一个或多个飞行控制机构可以被调节以便减小和/或最小化湍流和/或飞行器的侧滑。

[0039] 图1是可以实施本公开的各方面的示例性飞行器100的透视图。图1中的示例性飞行器100包括第一机翼102、第二机翼104以及机身106。该示例性飞行器100还包括具有水平稳定器110以及垂直稳定器112的尾翼108。在所示的示例中，第一整流罩114被耦合到第一机翼102。第二整流罩116被耦合到所述第二机翼104。图1中的飞行器100仅仅是一个示例，并且因此可以使用其它的飞行器而不背离本公开的范围。

[0040] 在所示的示例中，飞行器100包括第一传感器阵列118和第二传感器阵列120。其它示例包括其它数量的传感器阵列(例如，1个、3个、4个等等)。该示例性第一传感器阵列118和/或示例性第二传感器阵列120检测和/或获取与邻近飞行器100的气态包有关的信息，以使一个或多个飞行条件(例如，空速、攻角、沿飞行器100流动的空气的速度、空气的温度和/或其它飞行条件)能够被确定。气态包是在给定的时间段具有移动模式和/或形状的气态物质或物质、颗粒和/或材料的成分。可以根据本公开的教导生成和使用的示例性气态包包括一团烟、一阵烟和/或一股烟、等离子体和/或任意其它的气态包。在所示的示例中，第一传感器阵列118和第二传感器阵列120被耦合到第一机翼102和第二机翼104的机身106前部。示例性的第一传感器阵列118被设置在机身106的左侧122上。示例性的第二传感器阵列120被设置在机身106的上侧124(例如，顶部)上。在一些示例中，第一传感器阵列118和/或第二传感器阵列120设置在机身106的其它部分上，例如，设置在尾部、在第一机翼102和/或第二机翼104之上和/或之下、在机身106的右侧126上、在机身106的下侧128上和/或在机身106的任何其它部分上。在一些示例中，第一传感器阵列118和/或第二传感器阵列120被设置在飞行器100的其它部分上，例如，第一机翼102、第二机翼104、第一整流罩114、第二整流罩
116、尾翼108和/或飞行器100的任何其它部分。

[0041] 在飞行过程中，示例性飞行器可以绕滚动轴线130、俯仰轴线132和/或偏航轴线134旋转。例如，飞行器100可以绕俯仰轴线132旋转以使该飞行器能够上升或下降。

[0042] 图2是沿图1中的线A-A的示例性飞行器100的示意性的剖面俯视图。图2的示意图不是按比例的。在所示的示例中，第一激光器200(例如，固态激光器、二极管激光器和/或任何其它激光器)设置在示例性机身106的内部。在所示的示例中，第一激光器200产生和/或输出激光束，该激光束电离邻近机身102的飞行器100的外部或外侧的空气以形成第一等离子体包202。例如，当激光束与邻近机身102的空气相互作用时，该激光束迅速地加热空气。因此，空气电离(例如，空气的原子或分子中的电子的数量增加或降低)并且转变成等离子体。该等离子体是导电的和/或磁化的。因此，通过一起移动和/或按照一个模式(例如，波形)进行移动和/或通过形成和/或保持一个形状(例如球形)，等离子体的组成成分和/或等离子体附近的颗粒和/或物质相互作用，从而生成第一等离子体包202。在一些示例中，第一激光器200被施以脉冲(例如，第一激光器200在给定的时间段周期性地输出激光束)以生成第一等离子体包202和/或多个其它等离子体包。在所示的示例中，第一等离子体包202是一股或一团等离子体。在其它的示例中，第一等离子体包202是其它形状。

[0043] 在其它示例中，其它的离子发生器被用于生成第一等离子体包202。例如，可以采用一个或多个火花塞以电离空气，从而生成第一等离子体包202。在其它示例中，生成其它类型的气态包。例如，飞行器100可以包括烟雾生成器，以便生成和/或发射阵阵烟雾。

[0044] 在所示的示例中，第一纤维丛204将由第一激光器200输出的激光束从机身102内部通过第一光学窗口206引导到飞行器100的外部。示例性第一纤维丛204包括一根或多根光纤。在一些示例中，光学器件(例如透镜、滤波器和/或任何其它光学器件)将激光束从第一激光器200引导和/或聚焦在第一纤维丛204上和/或从第一纤维丛204引导和/或聚焦通过第一窗口206。在所示的示例中，第一窗口206与机身102的第一空气动力表面208(例如，蒙皮)基本平齐。空气动力表面是飞行器100与沿该飞行器100流动的空气相互作用和/或接触的表面。一些示例不包括第一窗口206。例如，该激光束可以经由第一空气动力表面208的孔或开口被输出。

[0045] 示例性第一传感器阵列118沿着第一等离子体包202的第一路径210被设置在第一窗口206的后面。当第一等离子体包202相对于飞行器100移动时，图2的示例性第一传感器阵列118检测第一等离子体包202。在一些示例中，当第一等离子体包202接触第一传感器阵列118和/或靠近第一传感器阵列118时(例如，当该第一等离子体包202处于与第一传感器阵列118的给定距离内时)，第一等离子体包202处于第一传感器阵列118的感测范围内。在所示的示例中，第一传感器阵列118被设置在示例性飞行器100上，使得第一传感器阵列118与机身102的第一空气动力表面208基本平齐。在所示的示例中，第一传感器阵列118被设置成与第一窗口206以及由此与生成第一等离子体包202的位置(例如，点或区域)相距大约十厘米。在其它示例中，第一传感器阵列118与第一窗口206和/或生成第一等离子体包202的位置相距其它距离。

[0046] 在一些示例中，第一传感器阵列118包括一个或多个电磁传感器以检测第一等离子体包202。例如，第一传感器阵列118可以包括一个或多个电容式传感器以通过感测该电容式传感器与第一等离子体包202之间的电容的变化来检测第一等离子体包202。在一些示例中，第一传感器阵列118包括一个或多个麦克风以通过感测由第一等离子体包202生成的声波来检测所述第一等离子体包202。上述传感器仅仅是示例，并因此可以使用其它传感器而不背离本公开的范围。如以下更详细描述的，示例性第一传感器阵列118用于确定第一等离子体包202的一个或多个特征，例如，第一等离子体包202的速度、第一等离子体包202的移动方向、第一等离子体包202的尺寸和/或任何其它特征。

[0047] 图3是图1-2的示例性飞行器100的示意性侧视图，其示出了沿第一路径210朝向第一传感器阵列118移动的示例性第一等离子体包202。示例性第一传感器阵列118可用于确定上升气流和/或下降气流的方向和/或速度、示例性飞行器100的攻角和/或空速。

[0048] 第一等离子体包202在相对于所述飞行器100的尾部方向(例如，平行于滚动轴线130的方向)上的速度是飞行器100相对于后部或尾部的移动空气和/或前部移动空气的速度的函数，所述后部或尾部的移动空气在本文中被称为“逆风”，所述前部移动空气在本文中被称为“顺风”。在所示的示例中，由于飞行器100的攻角、在本文中称为“上升气流”的向上的移动空气和/或在本文中称为“下降气流”的向下的移动空气，第一等离子体包202可以在图3的取向(例如基本平行于飞行器100的偏航轴线134)上垂直移动。

[0049] 在所示的示例中，飞行器100以基本恒定或水平高度飞行，并且图3的示例性第一等离子体包202相对于所述飞行器100在图3的取向上向尾部和向上移动。因此，上升气流在所示的示例中向上移动第一等离子体包202。

[0050] 如果第一传感器阵列在第一方向(例如向尾部)及第二方向(例如，在图3的取向上向上或向下)上移动，示例性第一传感器阵列118是弧形的(例如，圆弧)并从第一轴线302的第一侧300延伸到第一轴线302的第二侧304以使第一传感器阵列118能够检测第一等离子体包202。在另外的示例中，第一传感器阵列118是其它形状。在所示的示例中，第一轴线302基本上平行于滚动轴线130。在一些示例中，第一传感器阵列118具有基本上与生成第一等离子体包202的位置(例如，激光束通过第一窗口206的位置)重合的曲率中心。在所示的示例中，沿着第一轴线302邻近第一窗口206生成第一等离子体包202。因此，当第一等离子体包202相对于飞行器100向尾部且垂直地移动时，第一等离子体包202朝向第一传感器阵列118移动和/或移动横跨第一传感器阵列118。

[0051] 可以基于第一等离子体包202的速度确定飞行器100的空速。在一些示例中，基于生成邻近所述第一窗口206的第一等离子体包202(例如，当激光束被传输时)与在给定位置(例如，沿着第一传感器阵列118)检测第一等离子体包202之间的时间量，第一等离子体包202的速度被确定。在一些示例中，第一等离子体包202的速度的绝对值是示例性飞行器100的空速。

[0052] 在一些示例中，第一等离子体包202的速度的垂直分量对应于上升气流或下降气流的速度。在一些示例中，第一等离子体包202的速度的垂直分量基于沿着第一传感器阵列118的检测第一等离子体包202的位置而确定。例如，第一传感器阵列202检测示例性第一等离子体包202的位置可以基于第一窗口206与第一传感器阵列118之间的第一等离子体包
202的垂直移动量而确定。在一些示例中，按照从第一轴线302到生成第一等离子体包202的位置的度数或弧度为单位来确定垂直移动量。基于第一等离子体包202的垂直移动量和速度，第一等离子体包202的速度的垂直分量以及由此上升气流或下降气流的速度可以被确定。

[0053] 在一些示例中，通过检测第一等离子体包202的中心或中间来确定沿第一传感器阵列118检测第一等离子体包220的位置。例如，第一等离子体包202的中心或中间可以基于沿着第一传感器阵列118检测第一等离子体包220的中间或平均位置来确定。

[0054] 在一些示例中，基于第一等离子体包202的尺寸来确定空气的温度。第一等离子体包202增长或膨胀的尺寸和/或速率可能受到空气温度的影响和/或作用。在所示的示例中，第一等离子体包202的尺寸随着第一等离子体包202沿着第一路径210移动而增加(例如，第一等离子体包202膨胀)。在示例性飞行器100的操作期间，当第一等离子体包202处于第一传感器阵列202的感测范围内时，可以基于沿着第一传感器阵列118检测第一等离子体包202的位置来确定第一等离子体包202的尺寸。例如，如果沿着传感器阵列118从第一位置
306到第二位置308检测第一等离子体包202，则第一位置306和第二位置308之间的距离可以基本等于第一等离子体包220的维度(例如，直径)。

[0055] 基于由实验确定的在不同温度下的空气中生成的多个等离子体包的尺寸，第一等离子体包202的尺寸可与空气的温度相关联。在一些示例中，经由与图2中的示例性第一激光器200相似或相同的激光器来生成等离子体包。由实验确定的尺寸以及与由实验确定的尺寸相关联的温度可以存储于数据库或存储器中。如果第一等离子体包202的尺寸基本上与由实验确定的尺寸匹配或落入由实验确定的尺寸的范围内，则可以确定空气的温度是与由实验确定的尺寸或与由实验确定的尺寸的范围相关联的温度。

[0056] 图4是沿图2中的线B-B的示例性飞行器100的示意性的剖面侧视图。该示例性飞行器100包括第二激光器400。在所示的示例中，第二激光器400产生和/或输出激光束，该激光束电离邻近机身102的飞行器100外部的空气以形成第二等离子体包402。在所示的示例中，第二纤维丛404引导由第二激光器400输出的激光束从机身102的内部通过第二光学窗口406到达飞行器100的外部。该示例性的第二纤维丛404包括一个或多个光纤。在一些示例中，光学器件(例如透镜、滤波器和/或任何其它光学器件)将来自第二激光器400的激光束引导和/或聚焦到第二纤维丛404上和/或从第二纤维丛404通过第二窗口406。在所示的示例中，第二窗口406与机身102的第二空气动力表面408(例如，蒙皮)基本平齐。一些示例不包括第二窗口406。例如，激光束可以经由第二空气动力表面408的一个孔或开口而输出。在一些示例中，飞行器100不包括第二激光器400，并且第一激光器200通过第一窗口206输出第一激光束以及通过第二窗口406输出第二激光束。

[0057] 该示例性第二传感器阵列120沿着第二等离子体包402的第二路径410设置在窗口406的后面。当第二等离子体包402处于第二传感器阵列120的感测范围内时，图4中的示例性第二传感器阵列120检测第二等离子体包402。在所示示例中，第二传感器阵列120基本上等同于第一传感器阵列118。在其它示例中，第二传感器阵列120不同于第一传感器阵列
118。例如，第二传感器阵列120可具有不同于第一传感器阵列118的感测范围，并且第二传感器阵列120具有的传感器数量可不同于示例性第一传感器阵列118，等等。

[0058] 在所示的示例中，第二传感器阵列120被设置在示例性飞行器100上，使得第二传感器阵列120与机身102的第二空气动力表面408基本平齐。在所示的示例中，第二传感器阵列120被设置成与生成第二等离子体包402的位置(例如，点和/或区域)的距离为大约十厘米。在所示的示例中，第二等离子体包402在第二窗口406附近(例如，在该位置处，激光束通过第二窗口406)生成。在其它的示例中，第二传感器阵列120与第二窗口406和/或生成第二等离子体包402的位置的距离是其它的距离。

[0059] 图5是图1-4的示例性飞行器100的示意性的俯视图。在所示的示例中，第二传感器阵列120被设置在机身102的上侧124上。示例性的第二传感器阵列120是弧形的(例如，弯曲的、圆形的等等)并且沿着机身102向翼展(例如，从第二轴线502的第一侧500到第二轴线502的第二侧504)方向延伸。在所示的示例中，第二轴线502基本上平行于滚动轴线130。在一些示例中，第二传感器阵列120具有与生成第二等离子体包402的位置基本上重合的曲率中心。在所示的示例中，第二等离子体包402沿着第二轴线502在窗口206附近生成。因此，该示例性的第二传感器阵列120可用于检测第二等离子体包402的侧向移动(例如，平行于飞行器100的俯仰轴线132的移动)。基于第二等离子体包402的侧向移动，可以确定在本文中称作“侧向气流”的侧向移动的空气的方向和/或速度。

[0060] 飞行器100的空速可以基于第二等离子体包402的速度来确定。在一些示例中，基于生成邻近第二窗口406的第二等离子体包402(例如，当激光束经由第二激光器400被传输时)与在给定位置(例如，在第二传感器阵列120上和/或上方)检测第二等离子体包402之间的时间量，确定第二等离子体包402的速度。在一些示例中，第二等离子体包402的速度的绝对值是示例性飞行器100的空速。

[0061] 在一些示例中，第一等离子体包202的速度的侧向分量对应于侧向气流的速度。在一些示例中，第二等离子体包402的速度的侧向分量基于沿着第二传感器阵列120检测第二等离子体包402的位置来确定。例如，第二传感器阵列402检测示例性第二等离子体包42的位置可以基于第二窗口406和第二传感器阵列120之间的第二等离子体包402的侧向移动量来确定。在一些示例中，以第二轴线502相对于生成第二等离子体包402的位置的度数或弧度为单位来确定侧向移动量。基于第二等离子体包402的侧向移动量以及速度，第二等离子体包402的速度的侧向分量以及由此侧向气流的速度可以被确定。

[0062] 在一些示例中，基于第二等离子体包402的中心或中间移动穿过第二传感器阵列120的位置，确定沿着第二传感器阵列120检测第二等离子体包402的位置。例如，第二等离子体包402的中心或中间可以基于沿着第二传感器阵列120检测第二等离子体包402的中间或平均位置来确定。

[0063] 在一些示例中，基于根据检测第一等离子体包202和/或第二等离子体包402所确定的一个或多个飞行条件，飞行器100的飞行控制机构被调节。例如，可以增大或减小飞行器100上的一个或多个发动机所提供的推力，可以移动飞行控制表面(例如，副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、前缘缝翼、配平机构等)，和/或可以调节任何其它飞行控制机构。在一些示例中，调节飞行控制机构以便调节和/或基本上维持飞行器100的前进方向、最小化和/或降低湍流或滑动、增加燃料效率、节约燃料、管理(例如减少和/或最小化)施加到飞行器100的负载，和/或控制飞行器100的其它方面。

[0064] 图6是示例性传感器阵列600的示意图，其可用于实现图1-5中的示例性第一传感器阵列118和/或示例性第二传感器阵列120。图6的示意图不是按比例的。示例性传感器阵列600可以被设置在飞行器上以检测气态包，例如，一阵烟、等离子体包和/或任意其它气态包。在所示的示例中，传感器阵列600包括15个传感器602a-602o。在其它的示例中，传感器阵列600包括其它数量的传感器(例如1、2、3、4、10、20、30和/或任何其它数量的传感器)。在一些示例中，传感器602a-602o是电磁传感器，例如，电容式传感器、麦克风和/或任何其它类型的传感器。上述的传感器仅仅是示例性的，并由此可以使用其它的传感器而不背离本公开的范围。

[0065] 示例性传感器602a-602o按照弧形模式布置。在所示的示例中，传感器602a-602o以圆弧的形式设置。示例性传感器阵列600的曲率604的中心基本上与生成气态包的第一位置606(例如，区域或点)重合。因此，在所示的示例中，传感器602a-602o中的每一个与第一位置606的距离是距离D。在一些示例中，距离D为10厘米。在其它的示例中，距离D是其它的距离。在一些示例中，图6的传感器阵列600延伸通过(例如，横穿)轴线608，该轴线608基本上平行于飞行器的滚动轴线(例如，图1中的滚动轴线130)或俯仰轴线(例如，图1的俯仰轴线132)。

[0066] 当生成气态包(例如，示例性第一等离子体包202、示例性第二等离子体包402等等)时，气态包相对于飞行器移动并且通过一个或多个示例性传感器602a-602o被检测。可以使用以下公式来确定该气态包的速度:

[0067] 公式1:V＝D/Δt

[0068] 在公式1中，D是传感器602a-602o中的每一个与第一位置606之间的距离，并且Δt是生成气态包(例如，当激发第一激光器200时，当激发第二激光器400时，当火花塞发出电弧时等等)与通过传感器阵列600在第二位置(例如，沿着传感器阵列600)检测气态包之间的时间量。气态包的速度V的绝对值基本上等于飞行器(例如，图1-5的飞行器100)的空速。在一些示例中，气态包被周期性地生成并由传感器阵列600检测。基于气态包的速度，可以生成飞行器100的空速的剖面(例如，列表、图表等等)。

[0069] 在一些示例中，气态包的速度V具有第一方向分量和第二方向分量。第一方向分量对应于在尾部方向上的气态包的速度的一部分。

[0070] 第二方向分量对应于在垂直于轴线608的方向上的气态包的速度的一部分(例如，上升气流、下降气流和/或侧向气流的速度)。在一些示例中，可以使用以下公式来确定气态包的速度V的第一方向分量:

[0071] 公式2:Vx＝Vcosθ

[0072] 在公式2中，Vx是在尾部方向上的气态包的速度，并且θ是相对于生成气态包的第一位置606在轴线608与沿着传感器阵列120检测该气态包的第二位置之间的角度。在所示的示例中，基于传感器602-602o中的哪一个传感器检测了该气态包来确定角度θ。例如，传感器602a-602o中的每个可以和与第一位置606形成的给定角度相关联。如果传感器602a-602o中的一个检测到该气态包，则角度θ是与传感器602a-602b中的一个相关联的角度。在一些示例中，如果传感器602a-602o中的两个或多个检测到气态包，则角度θ是与所述两个或多个传感器602a-602o相关联的两个或多个角度的平均值。例如，如果传感器602a-602o中的三个检测到该气态包并且分别与30度、25度和20度的角度相关联，则确定角度θ为25度。其它的示例使用其它技术来确定角度θ。在一些示例中，基于相对于角度θ的飞行器的机翼的翼弦的取向，可以确定该飞行器的攻角。

[0073] 在一些示例中，速度V的第二方向分量可以使用以下公式来确定:

[0074] 公式3:Vz＝Vsinθ

[0075] 在公式3中，Vz是在平行于偏航轴线(例如，图1的偏航轴线134)或俯仰轴线(例如，图1的俯仰轴线132)的方向上的气态包的速度，并且θ是相对于所述第一位置606在轴线608与沿传感器阵列600的第二位置之间的角度。基于气态包的速度的第一方向分量和/或第二方向分量，示例性传感器阵列600可以用于确定相对于该飞行器的速度和/或风力前进方向(例如，上升气流、下降气流或侧向气流的方向)。

[0076] 在一些示例中，基于该气态包的尺寸来确定空气的温度。气态包的增长或膨胀的尺寸和/或速率可受到空气温度的影响和/或作用。当第一气态包处于传感器阵列600的感测范围内时，该气态包的尺寸可以基于传感器602a-o中的哪一个传感器检测到该气态包来确定。例如，如果气态包由传感器602b-602g检测，则该气态包的维度(例如，直径)可以被确定为传感器602b和传感器602g之间的距离。

[0077] 图7是表示通信地耦合到电子飞行控制系统702的示例性飞行器数据系统700的方框图。该示例性飞行器数据系统700可以用于确定飞行器(例如，图1中的示例性飞行器100)的一个或多个飞行条件。例如，图7的飞行器数据系统700可用于确定沿着飞行器流动的空气的速度、相对于飞行器的空气的运动方向、飞行器周围的空气的温度、飞行器的空速、飞行器的攻角和/或其它信息。图7的示例性飞行器数据系统700包括气态包生成器704、传感器阵列706、控制器708、时钟710和处理器712。示例性处理器712包括飞行器特征确定器714、空气特征确定器716、气态包特征确定器718以及存储器720。

[0078] 该示例性气态包生成器704在飞行器外部或外侧生成一个或多个气态包。在一些示例中，气态包生成器704是离子发生器(例如，一个或多个激光器、火花塞和/或其它离子发生器)，该离子发生器生成等离子体包。在一些示例中，气态包生成器704生成阵阵烟雾和/或任何其它的气态包。在一些示例中，气态包生成器被设置在该飞行器内部。

[0079] 该示例性控制器708控制示例性气态包生成器704的操作。例如，控制器708可以将电力提供给气态包生成器704和/或激励气态包生成器704以使该气态包生成器704能够生成该气态包。在一些示例中，控制器708控制气态包生成器704的占空比和/或气态包生成器704生成气态包的频率。例如，控制器708可以从时钟710接收定时信息，并根据定时信息周期性地向气态包生成器704传送命令和/或传输动力。

[0080] 当气态包相对于飞行器移动时，该示例性的传感器阵列706检测该气态包。在一些示例中，传感器阵列706包括一个或多个传感器，例如，电容式传感器、麦克风和/或任何其它传感器。该传感器阵列706获取和/或生成与该气态包相关的信息，例如，传感器阵列706和气态包之间的电容、通过气态包产生的声波特征和/或其它信息。

[0081] 在一些示例中，传感器按照弧形模式设置。在一些示例中，该传感器阵列包括沿着气态包的路径设置的多个行(例如，同心圆弧)，以使当该气态包沿着飞行器移动时传感器阵列706能够检测气态包。在一些示例中，传感器阵列706被设置在飞行器的空气动力表面上，使得传感器阵列706与空气动力表面基本平齐。因此，在一些示例中，由于气态包生成器704被设置在飞行器的内部，并且该传感器阵列706与空气动力表面基本平齐，因此示例性飞行器数据系统700不包括破坏飞行器的翼型的任何组件。

[0082] 示例性时钟710生成定时信息，该定时信息可以由控制器708使用以控制示例性气态包生成器704的操作。也可以由示例性处理器712使用示例性定时信息以便确定该气态包的速度。在一些示例中，时钟采用由全球定位系统(GPS)提供的定时信息。

[0083] 图7中的示例性处理器712处理与该气态包相关的信息以便确定气态包、飞行器和/或沿飞行器流动的空气的一个或者多个特征。在一些示例中，气态包特征确定器718确定气态包的尺寸。例如，气态包特征确定器718确定沿着传感器阵列706的传感器阵列706检测气态包的两个或多个位置。在一些示例中，气态包特征确定器718基于两个位置之间的距离确定气态包的维度(例如，直径)。在一些示例中，气态包特征确定器718基于与气态包相关的其它信息来确定气态包的尺寸，所述其它信息例如传感器阵列706和气态包之间的电容、通过气态包产生的一个或多个声波的特征和/或其它信息。

[0084] 在一些示例中，示例性空气特征确定器716基于气态包的尺寸来确定沿着该飞行器流动的空气的温度。在一些示例中，存储器720存储包括与由实验确定的气态包的尺寸相关联的空气温度的表格或数据库。在一些示例中，通过将气态包的尺寸与由实验确定的尺寸或由实验确定的尺寸的范围相匹配，空气特征确定器716确定空气的温度，并且确定与由实验确定的尺寸或由实验确定的尺寸的范围相关联的温度。

[0085] 该示例性气态包特征确定器718使用由时钟710生成的定时信息以及存储在存储器720中的飞行器数据系统700的参数来确定相对于飞行器的气态包的速度。例如，气态包特征确定器718确定气态包生成器704在第一位置处生成气态包的第一时间与在该第一位置的后部的第二位置(例如，在该传感器阵列706上和/或上方)检测该气态包的第二时间之间的时间量。在一些示例中，该第一位置和第二位置之间的距离可从存储器720中检索。基于在第一时间和第二时间之间的时间量以及第一位置和第二位置之间的距离，气态包特征确定器718确定气态包相对于飞行器的速度。在一些示例中，气态包特征确定器718基于该气态包的速度和第二位置来确定气态包的移动方向。例如，在一些示例中，气态包特征确定器718以度数为单位使用以上所述的公式2和/或3来确定移动的方向。

[0086] 在一些示例中，空气特征确定器716确定沿着飞行器流动的上升气流、下降气流和/或侧向气流的速度。例如，基于第二位置和/或气态包的速度，可以确定上升气流、下降气流和/或侧向气流的方向和速度。例如，气态包的速度的垂直分量可以基本上对应于上升气流的速度。

[0087] 在一些示例中，飞行器特征确定器714通过确定该气态包的速度的绝对值来确定飞行器的空速。在一些示例中，基于该气态包的移动的方向，飞行器特征确定器714确定该飞行器的攻角(例如，沿着飞行器的气流的方向和机翼的翼弦之间的角度)。

[0088] 基于飞行器的空速、空气的速度、速度的垂直分量、速度的侧向分量、空气的移动方向和/或其它飞行条件，该示例性电子飞行控制系统702调节飞行器的一个或多个飞行控制机构。例如，可以增大或减小由飞行器上的一个或多个发动机提供的推力，可以移动飞行控制表面(例如，副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、前缘缝翼、配平机构等等)，和/或任何其它飞行控制机构可以被调节。在一些示例中，调节飞行控制机构以便于基本上保持飞行器的前进方向、减少湍流或滑动、增加燃烧效率、节约燃料、管理施加到该飞行器的负载和/或控制该飞行器的其它飞行特征。

[0089] 虽然图7中说明了实施图7的飞行器数据系统700的示例性方式，但图7中示出的元件、处理和/或装置中的一个或多个可以被组合、划分、重新布置、省略、消除和/或以任何其它方式实施。另外，示例性气态包生成器704、示例性传感器阵列706、示例性控制器708、示例性时钟710、示例性处理器712，示例性飞行器特征确定器714、示例性空气特征确定器716、示例性空气温度确定器718、示例性存储器720、示例性电子飞行控制系统702，和/或更一般地，图7中的示例性飞行器数据系统700可通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例性气态包生成器704、示例性传感器阵列706、示例性控制器708、示例性时钟710、示例性处理器712，示例性飞行器特征确定器714、示例性空气特征确定器716、示例性空气温度确定器718、示例性存储器720、示例性电子飞行控制系统702中的任一个，和/或更一般地，图7的示例性飞行器数据系统700可以通过一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)和/或现场可编程逻辑器件(FPLD)来实现。当将本专利的设备或系统权利要求中的任何一个理解为覆盖纯粹的软件和/或固件实施方式时，示例性气态包生成器704、示例性传感器阵列706、示例性控制器708、示例性时钟710、示例性处理器712、示例性飞行器特征确定器
714、示例性空气特征确定器716、示例性空气温度确定器718、示例性存储器720、示例性电子飞行控制系统702中的至少一个，和/或更一般地，图7中的示例性飞行器数据系统700在本文中被明确地限定成包括有形计算机可读存储装置或存储盘，例如，存储软件和/或固件的存储器、数字通用盘(DVD)、光盘(CD)、蓝光光盘等等。更进一步，除了图7中所示的那些或代替图7中所示的那些，图7中的示例性飞行器数据系统700可包括一个或多个元件、处理和/或装置，和/或可以包括任意或全部所示出的元件、处理和装置中的多于一个的元件、处理和装置。

[0090] 表示可以用于实施图7中的气流数据系统700的示例性方法的流程图在图8中示出。在该示例中，该方法可以使用机器可读指令实现，该机器可读指令包括由处理器执行的程序，例如，以下结合图9所讨论的示例性处理器平台900中所示出的处理器912。该程序可实现在存储于有形的计算机可读存储介质上的软件中，所述有形的计算机可读存储介质例如是CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用光盘(DVD)、蓝光光盘或与处理器912相关联的存储器，但是整个程序和/或其部分程序可以可替代地由除了处理器912之外的装置执行和/或可体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参照图8中所示的流程图描述了该示例性程序，但也可以另外使用实现示例性飞行器数据系统700的很多其它方法。例如，方框的执行顺序可以改变，和/或所描述的方框中的一些可以被改变、去除或者组合。

[0091] 如上所述，可以使用存储在有形的计算机可读存储介质上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图8中的示例性方法，该有形的计算机可读存储介质例如是硬盘驱动器、闪存、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、高速缓冲存储器、随机存取存储器(RAM)和/或其中存储信息达任意持续时间的任何其它存储装置或存储盘(例如，达延长的时间周期、永久性地、用于短暂的阶段、用于临时缓冲和/或用于信息的高速缓存)。正如本文所使用的，术语有形的计算机可读存储介质被明确地限定为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘并且限定为排除传播信号。正如本文所使用的，“有形的计算机可读存储介质”和“有形的机器可读存储介质”可互换使用。此外或可替换地，图8的示例性方法可以使用存储在非暂时的计算机和/或机器可读介质中的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现，所述非暂时的计算机和/或机器可读介质例如是硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字通用光盘、高速缓冲存储器、随机存取存储器和/或其中存储信息达任意持续时间的任何其它存储装置或存储盘(例如，达延长的时间周期、永久性地、用于短暂的阶段、用于临时缓冲和/或用于信息的高速缓存)。正如本文所使用的，术语非暂时的计算机可读介质被明确地限定为包括任何类型的计算机可读装置或盘并且被限定为排除传播信号。正如本文所使用的，当短语“至少”被用作在权利要求的前序中的过渡术语时，如同术语“包括”是开放性的一样，其也是开放性的。

[0092] 图8中的示例性方法800在方框802处开始，其中气态包生成器704生成邻近飞行器(例如，图1中的示例性飞行器100)的气态包。气态包相对于飞行器移动。例如，飞行器的飞行速度可以大于邻近飞行器的空气(例如，顺风)移动气态包的速度。在一些示例中，邻近飞行器的空气(例如，上升气流、下降气流和/或侧向气流)以不同于飞行器的行进方向的方向移动该气态包。

[0093] 在一些示例中，控制器708控制气态包生成器704的占空比和/或气态包生成器704生成气态包的频率。在一些示例中，气态包生成器704是离子发生器(例如，示例性第一激光器200、示例性第二激光器400、火花塞和/或任何其它的离子发生器)，并且该离子发生器电离飞行器外部的空气以生成等离子体包。当飞行器相对于该气态包移动时，传感器阵列706检测该气态包和/或获取与该气态包相关的信息。

[0094] 在方框804处，处理器712的气态包特征确定器718确定该气态包的第一特征。在一些示例中，气态包特征确定器718确定气态包的尺寸。在一些示例中，气态包特征确定器718基于在第一位置处气态包的生成与在第二位置处该气态包的检测之间的时间量，来确定该气态包相对于飞行器的速度。在一些示例中，例如，基于沿传感器阵列704的检测该气态包的一个或多个位置，气态包特征确定器718确定该气态包相对于飞行器的移动方向(例如，前进方向)。在其它的示例中，气态包特征确定器718确定该气态包的其它特征。

[0095] 在方框806处，空气特征确定器716基于该第一特征确定沿着飞行器流动的空气的第二特征。在一些示例中，空气特征确定器716基于气态包的尺寸确定空气的温度。在一些示例中，空气特征确定器716基于等离子体包的速度确定空气的速度。例如，如果气态包朝向飞行器的右侧或左侧移动，则空气特征确定器716可以确定沿着飞行器流动的侧向气流的速度和方向。

[0096] 在方框808处，飞行器特征确定器714基于气态包的第一特征或空气的第二特征中的至少一个来确定该飞行器的第三特征。例如，飞行器的空速可以基于气态包的速度的绝对值来确定。在一些示例中，基于气态包和/或空气的移动方向，飞行器特征确定器714确定飞行器的攻角(例如，空气的流动方向和飞行器的机翼的翼弦线之间的角度)。

[0097] 在方框810处，电子飞行控制系统702基于第一特征、第二特征或第三特征中的至少一个来调节飞行控制机构。例如，由飞行器上的一个或多个发动机提供的推力可以增大或减小，飞行控制表面(例如，副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、前缘缝翼、配平机构等等)可以被移动，和/或任何其它飞行控制机构可以被调节。在一些示例中，调节飞行控制机构以便调节该飞行器的空速、基本上保持或调节飞行器的前进方向、减少和/或最小化湍流或滑动、增加燃烧效率、节约燃料、管理(例如，减少和/或最小化)施加到该飞行器的负载和/或控制飞行器的其它的飞行特征。

[0098] 图9是能够执行图8中的示例性方法800以实现图7中的示例性飞行器数据系统700的示例性处理器平台900的方框图。例如，处理器平台900可以是服务器、飞行控制计算机、移动装置(例如，手机、智能电话、如iPadTM的平板电脑)、或任何其它类型的计算装置。

[0099] 所示的示例中的处理器平台900包括处理器912。所示的示例中的处理器912是硬件。例如，处理器912可以通过来自任意期望的族或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器来实现。

[0100] 所示的示例中的处理器912包括本地存储器913(例如，高速缓冲存储器)。所示的示例中的处理器912经由总线918与包括易失性存储器914以及非易失性存储器916的主存储器进行通信。易失性存储器914可通过同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其它类型的随机存取存储器装置来实现。非易失性存储器916可通过闪存和/或任何其它期望类型的存储器装置来实现。对主存储器914、916的访问通过存储器控制器进行控制。

[0101] 所示的示例中的的处理器平台900还包括接口电路920。该接口电路920可以通过任意类型的接口标准，例如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI express接口来实现。

[0102] 在所示的示例中，一个或多个输入装置922被连接到接口电路920。输入装置922允许使用者将数据和命令输入到处理器912中。例如，该输入装置可以通过以下各项来实现:音频传感器、麦克风、照相机(静止或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、跟踪板、轨迹球、等电点(isopoint)和/或语音识别系统。

[0103] 一个或多个输出装置924也连接到所示的示例中的接口电路920。例如，输出装置924可以通过显示装置(例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏和触觉输出装置、发光二极管(LED)、驾驶员座舱仪器(例如，计量器和/或指示器)、打印机和/或扬声器)来实现。因此，所示的示例中的接口电路920通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。

[0104] 所示的示例中的接口电路920还包括通信装置，例如，发射机、接收机、收发机、调制解调器和/或网络接口卡，以便通过网络926(例如，以太网连接、数字用户线路(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等等)与外部机器(例如，任何类型的计算装置)进行数据交换。

[0105] 所示的示例中的处理器平台900还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储装置928。这种大容量存储装置928的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、蓝光光盘驱动器、RAID系统以及数字通用光盘(DVD)驱动器。

[0106] 用于实现图8中的方法800的编码指令932可以存储在大容量存储装置928、易失性存储器914、非易失性存储器916和/或可移动的有形的计算机可读存储介质上，该存储介质例如是CD或DVD。

[0107] 如上所述，应当理解，上面所公开的方法、设备和制造品使飞行器的特征和/或沿着该飞行器流动的空气能够通过使用不干扰该飞行器的翼型的固态装置来确定。因此，本文所公开的示例与用于确定空速和/或其它飞行条件的传统的装置相比，不易遭受飞行期间接触该飞行器的碎片的损坏。本文公开的示例与通常包括一个或多个移动部件的传统装置相比还可以具有较长的使用寿命和/或需要更少的维护。

[0108] 虽然已经在本文公开了某些示例性的方法、设备和制造品，但本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖恰好落入本专利的权利要求的范围内的所有方法、设备和制造品。