CN101331059B - 模块化航行器地面支持车 - Google Patents

Abstract

披露一种模块化航行器地面支持系统(10)。在一种实施方式中，所述模块化系统(10)包括移动车(14)和构造成用来向航行器(12)提供已调空气的空调系统(28)。该实施方式还包括用于把输入动力转换成可被输出到所支持的航行器(12)上的所需输出动力的模块化动力转换器(72)。所述车(14)构造成接收多个不同的可互换动力转换器(72、78)，比如400赫兹、115伏交流电的动力转换器或者是270伏直流电的动力转换器。在一些实施方式中，各种其它构件也连接到所述移动车(14)，包括本地发电机(56)和引擎(54)。所述发电机(56)可向空调系统(28)和所述转换器(72)提供动力。

Description

模块化航行器地面支持车

技术领域

本发明通常涉及一种用于航行器的地面支持设备。更具体地，本发明涉及一种用于向航行器提供电力和已调空气的模块化航行器地面支持车。

背景技术

在航空产业中，有类别广泛的地面支持设备可用来向航行器提供包括电力和已调空气之类的各种东西。可以知道，许多航行器能够例如通过使用由特定航行器引擎提供动力的机载发电机来产生其自身的电力。然而，由于消耗燃料，一般希望在航行器停在地面进行维护期间停止这类引擎。

由于这类航行器的内部动力产生系统依赖于引擎的运转，而且由于航行器很少设置成直接接到通常设备可用的电源上，因此经常利用包括动力转换器的外部地面动力单元(GPU)或动力车来在航行器引擎停止时向航行器构件和系统提供电力。比如，GPU可有利地用于向停靠在终点站、在停机库内、在跑道上或其它一些地方的航行器提供电力，这样便于包括通信系统、照明系统、航空电子设备、空调系统等的各种航空系统在航行器引擎关闭时运转。此外，由GPU提供的动力可以作为航行器在地面时引擎运转期间所供的补充动力。还有，可以使用其它地面装备或地面车向航行器的环境控制系统供应已调空气，以便能对该航行器的驾驶舱、机舱、存储区域和部件进行温度调节。

然而，如本领域技术人员可理解的，不是所有的航行器都设计成使用具有同样特性的动力。比如，有些航行器使用交流电源，而其它的使用直流电源。还有，即使两航行器使用具有相同类型电流(比如直流电)的动力，那么这两航行器也可使用具有相互不同电压特性的动力。由于目前地面动力单元设置成生成特定的输出动力，所以目前需要为每个可能遇到的航行器动力规格设置单独的地面动力单元或动力车。当前，除了设计、制造和使用为提供一种或另一种类型动力而专门设计的地面动力单元之外，几乎没有什么替代选择。如果需要支持多种不同类型的航行器，那么通常需要不同的支持装备。然而，为每种动力规格购买、供应和维护单独的车效率低且增加了与支持各种航行器相关的成本。

因此，存在对一种改进航行器地面支持车的需求，其使得该车能以经济和高效的方式向具有不同动力要求和规格的各种各样航行器提供动力和已调空气。

发明内容

本发明提供了用于诸如飞机、直升机、无人航空器(UAV)之类的航行器的各种模块化地面支持系统。在一种实施方式中，所述支持车包括空调系统和连接到框架的动力转换器。所述动力转换器和空调系统能分别提供动力和空气给航行器。在一些实施方式中，动力转换器可构造成从外部动力源接收动力。然而，在其它的实施方式中，所述模块化车可包括引擎发电机组件，来进行本地输入动力。值得注意的是，所述车构造成便于所述车内多个动力转换器的互换。比如，第一动力转换器可安装在所述模块化车内，以给要求特定类型动力的航行器提供动力。然而，所述第一动力转换器可被移除，并且用提供具有不同特性的输出动力的第二动力转换器取代，以便于支持具有不同动力需求的其它类型航行器。在各种实施方式中，其它构件和模块可附加到所述模块化车。此外，在一种实施方式中，设置切换装置，以便能在用来向安装在所述车上的构件提供输入动力的本地动力源(比如，可移动动力源)和外部动力源之间进行选择。

附图说明

本发明的这些和其它特征、方面和优点在参考附图阅读下面的具体实施方式时会变得更好理解，其中在所有附图中同样的标记表示同样的部件，图中：

图1是连接到本发明中的典型模块化地面支持车上的航行器立体图；

图2是根据本发明的一个实施方式的图1中模块化地面支持车的立体图；

图3是显示图2中所示地面支持车附加特征的替代立体图；

图4是根据本发明的一个实施方式的包括引擎和发电机的模块化地面支持车的立体图；

图5是显示根据本发明从图2中模块化地面支持车安装和移除各种动力转换器电力转换器单元的立体图；

图6是图5中模块化地面支持车的立体图，显示了根据本发明的一个实施方式包含引擎和发电机；

图7显示了根据本发明的一个实施方式把另一模块附加到图6中的地面支持车。

具体实施方式

下面将说明本发明的一个或多个典型实施方式。为了提供这些实施方式的简洁说明，不是实际实施中的所有特征都在本说明书中得到说明。应当理解的是在任何这类实际实施的开发中，就如在任何工程或设计项目中那样，必须进行大量的针对特定实施的决定，以实现开发者的具体目标，例如受到与系统相关和与商业相关的限制，其可能使得实施方式从一个变成另一个。此外，还应当理解的是这类开发的努力可能是复杂和耗时的，但对本领域技术人员来说在获得本发明公开内容后这种努力不过是设计、制造和生产的例行工作。

现在参照附图，图1显示了一种用于比如航行器12的交通工具的模块化支持系统10。在该图示的实施方式中，系统10包括一种能够通过向航行器提供已调空气、动力等来支持航行器12的车14。比如，已调空气可通过气流导管16从车14提供到航行器12。类似地，车14可通过动力电缆18向航行器12提供输出动力。在一实施方式中，动力可通过输入动力电缆20从外部动力源或电网提供给车14。然而，如下面更详细说明的，车14也可包括内部动力源，其代替通过电缆向外部提供的动力或除了所述动力之外而提供动力。

用于向航行器12提供已调空气的模块化支持车14的一种实施方式显示在图2和图3中。支持车14总体上包括设置成用来接收多个模块或系统的结构框架22。在图示的实施方式中，模块化支持车14还包括车轮24和牵引杆26，以便于移动和以别的方式提高车的可移动性。然而，在其它的实施方式中，车14可以设置成没有用来安装到诸如卡车之类交通工具底盘上的车轮。应当注意的是在所示的几个视图和替代性构造中，封装物或覆盖板已被移除，以显示支撑于车内的各种模块化构件。然而，一般来说，一旦完全装配好后，车会有封装这些元件、在使用过程中保护它们和防止接近它们的结实外壳。如本领域技术人员可理解的，防碰板、带孔的护罩等可以是封装物的一部分，特别是在车包括用内燃机带动的发电机的情况下，如下所述。

如上面指出的，框架22构造成用来接收包括空调系统28的多个模块或系统。可理解的是，空调系统28可包括各种部件。例如，空调系统28可包括入口过滤器或调节器30、吹风机32、一个或多个冷凝旋管34、一个或多个压缩机36、排气机38、下游盘管或散热装置40、软管连接口42和控制板44。此外，在一些实施方式中，附加的空调系统部件，比如控制器、断路器或其它的电路，可设置在车14内，比如容腔46内。另外，车14可包括一个或多个软管储存单元48，用来接收和保管与空调系统28以及车14的其它构件关联的软管和电缆。

应当注意的是，虽然这里显示的是一种具体实施方式，但在图2中所示空调系统28的具体构造仅为说明和示例的目的而提供。可以理解的是可以完全依照现有技术使用空调系统28的其它配置。此外，在一种实施方式中，空调系统28如图1所示通过电缆20从外部(即，远处)动力源或电网接收工作动力。然而，在替代的实施方式中，空调系统28可替换为从连接到框架14的本地动力源中接收动力。

比如，在图4所示的实施方式中，车14包括连接到发电机56上的引擎54，比如柴油机。可理解的是，可运行引擎54以为发电机56的元件提供机械动力。该发电机依次把从引擎54接收的机械动力转换为可供应给包括空调系统28在内的车14的各种构件的电力。在一种实施方式中，发电机56产生3相460伏、频率60赫兹的交流电动力，用于为空调系统28和车14的其它构件提供动力。在一些实施方式中，发电机56也可向设置成用来提供120伏、频率60赫兹交流电动力的降压变压器供电，以便于设置成用来接收标准家用电源的工具或设备的运转。当然，该发电机可根据需要提供包括额定50赫兹在内的其它标准的输出。发电机的输出通常利用电缆供应给调节电路、保护电路(比如保险丝、断路器)和切换装置(比如接通器、断开器)。这类电缆连接也将向空调装置和其它构件提供动力。为清楚起见，这些元件没显示在附图中。在各种实施方式中，模块化支持车14可包括支持引擎54的各种其它系统和构件。比如，在图示的本实施方式中，模块化车14包括用于引擎54涡轮增压器的散热器且和中冷器58、用于储存通过燃料入口62提供的燃料的燃料箱60、引擎控制板64和用于发电机56的终端盒66。另外，车14还可包括软管或电缆篮68，用于储存车14的各种电缆和软管。虽然这里显示了若干附加构件，但可理解的是，这些构件在这里的显示和说明是为了示例的目的而本发明不限于这些已说明的构件。实际上，可根据现有技术把其它的构件附加到模块化支持车上。

值得说明的是，如图5和图6中所示，模块化支持车14也构造成接收动力转换器，比如动力转换器72。值得说明的是，动力转换器72包括控制板74并接收输入动力，比如通过电缆20从外部输送到车14的动力或如上所述由引擎54和发电机56产生的动力，然后把该输入动力转换成具有所需特性的输出动力。对于输入动力，应当注意的是，虽然图6中显示了引擎54和发电机56，但比如图6中所示的其它实施方式可以不包括有利于从外部动力源获得的输入动力的这些构件。动力转换器的输出动力依次可被改送到比如航行器12的交通工具，以为该交通工具的电子系统提供动力。比如，在本实施方式中，动力转换器72构造成接收3相、460伏、具有60赫兹频率的交流电动力，并把该动力转换成频率400赫兹、115伏的交流电动力。可以理解的是，许多航行器被设计成接收和利用这种115伏、400赫兹的交流电动力。

然而，还可以理解的是，其它交通工具，包括其它航行器，使用具有不同于动力转换器72所提供的特性的动力。为此，可能也需要其它的动力转换器，比如动力转换器78。在一种实施方式中，包括控制板80的动力转换器78同样构造成接收3相、460伏交流电并把该输入动力转换成不同于由转换器72所产生输出动力，比如270伏的直流电。然后该输出动力可供应给构造成接收这种动力的航行器12。

模块化支持车14、动力转换器72和动力转换器78最好构造成模块形式。尤其是，车14构造成用来根据要提供的所需输出动力接收转换器72或者转换器78。如图5中所示，动力转换器72可如箭头84所示从车14中移除。类似地，动力转换器78可如箭头86所示安装在与转换器72同样位置的车14上或车14内。车14的模块化特性使得该车可支持具有不同动力需要和要求的各种各样类型航行器，同时不必为每种动力转换器准备单独的支持车。

此外，在一种实施方式中，动力转换器72和78可构造成独立于模块车14而运行。比如，两个转换器72和78或其中一个可安装到支撑架88上。支撑架88依次又可具有或者被构造成接收多个轮子或轮脚90，以便于动力转换器72和78在从支持车14上移除时的移动。车14和动力转换器72和78的模块化特性便于这些转换器独立于支持车14而使用。比如，动力转换器72可从支持车14移除且用作单独系统，从而使得该转换器即使在车14不能用时(比如在对车14进行维护期间)也能向航行器提供动力。

模块化支持车14可构造成用来接收诸如图7中所示支持模块92之类的附加构件或模块。在该实施方式中，模块92是附加动力转换器，用来提供具有不同于动力转换器72和78所提供特性的输出动力。比如，在一种实施方式中，动力转换器92可以构造成输出28伏直流电。然而，在其它实施方式中，模块92可以是另一种构件，比如用来给用于各种航行器的工作电池或起动器电池充电的电池充电器。模块化支持车14还可包括能够为构造成既可从比如发电机56之类的本地电源也可从远程电源或电网中接收输入动力的模块化车14选择所需的输入动力源的切换装置96。切换装置96可设置在容腔46内或设置在车14上或车14内的其它地方。这类切换装置可被用于比如该车工作于修理库或不需要运行引擎的其它建筑物内。另外，车14还可根据现有技术包括诸如保护电路、接触器等等之类的其它构件。

还有，根据一种实施方式，支持车14包括顶盖支撑元件98和顶盖100。顶盖支撑元件98可构造成容易从框架22的其余部分移除，以方便安装和从模块化支持车14移除各种构件，诸如空调系统28和动力转换器72和78的构件。另外，顶盖100可选择地连接到支撑元件98和从其移除，以在所述构件安装和移除容易性得以增加的同时保护所述各类构件。

虽然仅本发明的一些特征在这里得到显示和说明，但对本领域技术人员来说可以有很多修改和变化。因此，需要理解的是所附的权利要求旨在覆盖所有落入本发明实质精神范围内的这类修改和变化。

Claims (20)

1.一种模块化系统，包含：

移动车；

本地动力源，其支撑在所述移动车上；

空调系统，其支撑在所述移动车上且构造成用来选择性地连接到航行器上，以向该航行器供应已调空气，其中所述空调系统构造成从所述本地动力源或者外部动力源接收电动力，以使得所述空调系统能够运行；和

模块化动力转换器，用于把第一输入动力转换成第一输出动力，该模块化动力转换器构造成支撑于所述移动车上且用来选择性地连接到所述航行器，其中所述模块化动力转换器是400赫兹、115伏交流电动力转换器和270伏直流电的动力转换器中的一个，这两个转换器中的每个都构造成可替换地安装到所述移动车上；

其中，所述模块化动力转换器和所述空调系统构造成从所述本地动力源或者从所述外部动力源接收50赫兹动力或者60赫兹动力，其中，所述模块化动力转换器构造成用于从所述移动车上移除并且独立于所述移动车运行，所述移动车构造成用来接收附加动力转换器。

2.权利要求1的所述系统，其中所述本地动力源包含支撑在所述车上的柴油机和发电机。

3.权利要求1的所述系统，其中包含切换装置，以便能在所述本地动力源和外部动力源之间进行选择性的切换。

4.权利要求1的所述系统，包含所述附加动力转换器。

5.权利要求4的所述系统，其中所述附加动力转换器包含28伏直流动力转换器。

6.权利要求1的所述系统，包含构造成向交通工具的电池提供动力的电池充电器。

7.权利要求1的所述系统，其中所述系统还构造成提供60赫兹、120伏的交流电动力。

8.权利要求1的所述系统，其中所述第一输入动力是3相460伏交流电动力。

9.一种模块化地面支持系统，包括：

车，其构造成在外壳中接收多个构件；

空调系统，其构造成用于安装到所述车上的所述外壳中；和

至少一个模块化、可互换的电力转换器，其中所述电力转换器包括构造成产生第一输出动力的第一转换器或者构造成产生不同于所述第一输出动力的第二输出动力的第二转换器，所述第一转换器和所述第二转换器可作为相互替代的选项可互换地安装在所述车内，并且构造成接收50赫兹动力或者60赫兹动力之一，以便于所述第一和第二转换器选择性地连接到构造成输出50赫兹或者60赫兹动力的本地动力源和50赫兹或者60赫兹的外部电网中的每一个上。

10.权利要求9的所述系统，其中所述电力转换器构造成接收3相460伏交流电动力。

11.权利要求9的所述系统，其中所述电力转换器还构造成独立于所述车而运行。

12.权利要求11的所述系统，其中所述电力转换器构造成装有轮子，以方便所述电力转换器在从所述车移除时的移动。

13.权利要求9的所述系统，其中所述车包含结构框架，该框架包括构造成便于构件安装和从所述车上移除的可移除支撑部。

14.权利要求13的所述系统，包含构造成用来连接到所述框架上的可移除顶盖。

15.权利要求9的所述系统，其中所述空调系统构造成从外部动力源接收动力。

16.权利要求9的所述系统，包含安装在所述车上的柴油机和发电机，其中所述发电机构造成连接到所述电力转换器，以向所述电力转换器提供输入动力。

17.权利要求9的所述系统，其中所述第一输出动力是400赫兹的动力。

18.权利要求17的所述系统，其中所述第二输出动力是270伏直流电动力。

19.一种系统，包含：

地面支持车，其构造成接收多个构件，其中该多个构件包括动力转换器，该动力转换器是可相互互换的400赫兹动力转换器或者是270伏直流电的动力转换器；

空调设备，其安装在所述车上，该空调设备构造成向航行器提供已调空气；

柴油机，其安装在所述车上；和

发电机，其安装在所述车上且构造成从所述柴油机接收机械动力并为所述动力转换器产生电动力。

20.权利要求19的所述系统，包含切换装置，以便能在从发电机输入的动力和从外部动力源输入的动力之间进行选择。

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