CN102216157B - 燃料传送监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于自动地监测飞行器燃料系统中的燃料传送的燃料监测系统，所述燃料系统包括多个燃料箱(2，4，6，10，12)，所述燃料监测系统包括被设置为测量第一燃料箱(10)中的燃料量的燃料量传感器(14)和被设置为从所述传感器接收燃料量测量结果的数据处理器(16)，其中响应于接收到从所述第一燃料箱向一个或更多个另外燃料箱(12)传送燃料的命令，所述数据处理器被设置为根据所接收的燃料量测量结果来确定所述第一箱中的燃料量变化速率，并且如果燃料量变化速率小于阈值并且所接收的燃料量测量结果大于希望的值时，则所述数据处理器还被设置为提供输出，该输出指示所命令的燃料传送已经发生故障。

Description

燃料传送监测系统和方法

背景技术

在具有用于向一个或更多个发动机提供燃料的一个以上单独燃料箱的较大燃料系统(如飞行器燃料系统)中，通常的惯例是，在燃料系统处于使用中时，从一个燃料箱向一个或更多个其他燃料箱传送燃料。在飞行器燃料系统中，这样做不仅保证每个飞行器发动机一直具有可用的燃料，而且保证随着燃料的消耗而飞行器的变化的重量分布维持在一定限度内。

在飞行器燃料系统中，单独燃料箱之间的燃料传送通常通过经打开和关闭位于燃料系统内的一个或更多个燃料阀将燃料从源燃料箱泵送到一个或更多个接收燃料箱而实现。通过在燃料泵和/或阀上提供一个或更多个传感器，可以检测在燃料系统内的特定故障情形，例如可以提供传感器以确定阀是处于打开还是关闭情形，并且可以提供压力传感器来确定燃料泵是否运作。

但是，仍存在不容易检测并且在希望的燃料传送中引起故障的一定的设备故障或情形。例如，在燃料传送系统中的阀轴故障或阻塞目前不容易检测，但可以导致燃料传送的故障。

如果在飞行器上出现泵送燃料传送故障，通常的操作惯例是尝试重力燃料传送，在重力燃料传送中，尝试从源燃料箱向一个或更多个接收燃料箱传送燃料，其中源燃料箱此时在燃料系统内位于接收燃料箱的上方。例如，除了位于飞行器主翼内的燃料箱，在一些飞行器中，经常称为重心调整燃料箱(trim tank)的附加燃料箱位于在飞行器的后部处的水平稳定器内。在通常的飞行情形下，重心调整燃料箱在至少一些机翼燃料箱的上方。结果，假设飞行器处于适当的姿态，则在重力的作用下，燃料可以从重心调整燃料箱馈送到一个或更多个机翼燃料箱。另外，当飞行器处于水平飞行姿态时飞行器的外机翼燃料箱经常定位在内机翼燃料箱的上方，结果通过重力燃料可以从外燃料箱传送到内机翼燃料箱。

尽管飞行器机组一般具有对他们可用的一个或更多个仪器显示器以向他们通知在单独燃料箱的任何一个内保持的燃料量，但在燃料传送期间燃料量的变化速率(即，流速)可能较低，例如针对重力传送为一小时3至20吨或者针对泵送传送为一小时15至35吨的等级。结果，即使燃料传送正常进行，机组也需要在较长的时段上监测燃料量指示器以确定燃料传送是否按照希望的速率进行。通常机组同时需要审查并监测其他仪器，并且因此燃料传送不被机组正确地监测似乎很有道理。另外，在飞行器上的燃料系统的操作通常设置为使得燃料传送可以自动由飞行器控制系统发起，在该情况下机组可能没有意识到需要监测燃料传送速率。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种在飞行器燃料系统中自动地监测燃料传送的方法，飞行器燃料系统包括多个燃料箱，该方法包括：识别燃料传送命令，以从所述多个燃料箱中的第一箱向所述多个燃料箱中的另外一个或更多个箱传送燃料；监测第一燃料箱中的燃料量变化速率；以及如果燃料量变化速率小于阈值，则确定第一箱中的燃料量，由此如果第一箱中的燃料量大于希望的值，则宣布燃料传送发生故障。

如果燃料传送出现故障，则第一燃料箱中剩余的燃料可以宣布为不能用。

另外，如果第一燃料箱中的燃料量小于希望的值，则该方法还可以包括宣布燃料传送完成。

另外或另选地，在命令的第一燃料箱和另外的燃料箱之间的燃料传送期间，燃料量变化速率的阈值可以小于希望燃料量变化速率。另外，阈值优选地在每小时50至1000千克燃料的范围内。阈值有利地显著小于针对通常的重力辅助燃料传送所希望的值。

燃料传送命令可以手动或自动地生成。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于自动地监测在飞行器燃料系统中的燃料传送的燃料监测系统，燃料系统包括多个燃料箱，燃料监测系统包括被设置为测量第一燃料箱中的燃料量的燃料量传感器和被设置为从传感器接收燃料量测量结果的数据处理器，其中响应于接收到从第一燃料箱向一个或更多个另外燃料箱传送燃料的命令，数据处理器被设置为根据接收的燃料量测量结果来确定第一箱中的燃料量变化速率，并且如果燃料量变化速率小于阈值并且接收的燃料量测量结果大于希望的值，则数据处理器还被设置为提供指示所命令的燃料传送已经发生故障的输出。

如果接收的燃料量测量结果小于希望的值，则数据处理器可以被设置为提供指示所命令的燃料传送完成的输出。

如果宣布燃料传送出现故障，数据处理器可以被设置为提供指示通过接收的燃料量测量结果给出的第一箱中剩余的燃料为不能用的输出。

另外或另选地，针对命令的第一燃料箱和另外燃料箱之间的燃料传送，燃料量变化速率的阈值可以小于希望燃料量变化速率。

另外，阈值可以在每小时50至1000千克的范围内。

另外或另选地，燃料传送命令可以手动或自动地生成。

附图说明

参照附图，现在将在下面通过非限制性示例来描述本发明的实施方式，在附图中：

图1示意性示出在飞行器中的多个燃料箱的位置；

图2示意性示出根据本发明实施方式的燃料监测系统；和

图3示出根据本发明实施方式的监测燃料传送的方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性示出常规的飞行器和在飞行器燃料系统内的燃料箱的通常位置。常规上，飞行器的每个翼包括多个单独的燃料箱。在示出的示例中，每个翼内具有三个箱，外燃料箱2朝向机翼梢部定位，中间燃料箱4位于机翼的中央部，并且内燃料箱6靠近飞行器机身位于机翼中。还示出了重心调整燃料箱8，重心调整燃料箱8位于飞行器的水平稳定器内。当飞行器以水平姿态飞行时，由于机翼从机身朝向机翼梢部的上摆，外机翼燃料箱2位于中间燃料箱4的上方，中间燃料箱4又位于内机翼燃料箱6的上方。另外，重心调整燃料箱8通常在至少内机翼燃料箱6的上方。结果，在正常的情况下，仅通过从外机翼燃料箱2、中间燃料箱4或重心调整燃料箱8到内机翼燃料箱6的重力，应该可以传送燃料。为了完全，飞行器的每个发动机通常具有关联的馈送箱，馈送箱自身互连到一个或更多个主燃料箱。这些未在图1中示出。

图2示意性示出根据本发明实施方式的飞行器燃料系统的一部分和燃料监测系统。在示出的示例中，源燃料箱10被物理地定位为高于在飞行器燃料系统内的两个接收燃料箱12。源燃料箱10包括燃料量传感器14，燃料量传感器14被设置为提供指示源燃料箱内的燃料量的输出信号。燃料量传感器14可以是本领域技术人员已经知道的任何适当的传感器。来自源燃料箱10内的燃料量传感器14的输出被提供给数据处理器16。数据处理器16优选地连接到显示器18、或者飞行器机组可见的其他适当的输出部以及一个或更多个另外的数据处理器。在正常工作情形下当希望将燃料从源燃料箱10传送到接收燃料箱12时，通常位于源燃料箱10内的燃料泵22与位于连接燃料箱的燃料传送管线26内的燃料阀24协同地操作，以将希望的燃料量从源燃料箱10泵送到接收燃料箱12。如果泵送的传送是不可能的，例如由于燃料泵的故障，一般由飞行器控制系统自动地或由飞行器机组手动地要求重力燃料传送。为了完成重力燃料传送，控制源燃料箱10和接收燃料箱12之间的燃料的流动的阀24将被设置到打开位置以允许燃料在重力的作用下从源燃料箱10排出到接收燃料箱。本发明实施方式的燃料传送监测系统可以用于监测泵送的燃料传送或重力燃料传送的进程。

图3以流程图的形式示出根据本发明实施方式的燃料传送监测系统的操作的方法。响应于发出燃料传送命令30，开始燃料传送监测，燃料传送命令30可以自动或手动地生成。在识别到燃料传送命令后，监测在源燃料箱10中的燃料量的值32，燃料量由在源燃料箱10内的燃料量传感器14所提供，并且据此计算流率34的值或在给定时段上的燃料量变化速率。将计算的流率34与预定的流率阈值36进行比较以确定计算的流率是否小于流率阈值。如果该比较38的结果是计算的流率不小于流率阈值，则更新34来自源燃料箱10的燃料的计算流率。如果该比较38的结果是来自源燃料箱10的流率低于流率阈值36，则方法进行到另一比较步骤40，在步骤40，将来自源燃料箱10的报告的燃料量值32与对应于当通常希望停止所命令的传送时的燃料水平的另一燃料量阈值进行比较。如果报告的在源燃料箱10中的燃料量值大于燃料量阈值，则宣布燃料传送已经发生故障42。从燃料传送监测系统的数据处理器16向机组显示器18提供相应的告警或消息，以报告燃料传送被宣布已经发生故障。如果报告的在源燃料箱10中剩余的燃料量值小于燃料量阈值，则宣布燃料传送完成44或成功，并且相应的消息可以由数据处理器提供给机组显示器18，以通知机组燃料传送完成。

在优选实施方式中，流率阈值设置为大致小于针对各自燃料箱之间的重力燃料传送所希望的流率。在通常的情形下，针对重力传送的希望的燃料流率是在每小时3至20吨燃料的范围中。在本发明的实施方式中，针对流率阈值的优选值例如是在小于该范围的3和5倍之间，例如在每小时50至1000千克燃料的范围中。例如，在本发明的特定实施方式中，流率阈值可以是每小时100千克燃料。

在第二比较40中使用的燃料量阈值可以作为燃料系统和设计的函数而被预定，这将指示燃料传送后在任意给定的燃料箱中可能剩余的燃料的希望剩余量。

因此，本发明的实施方式提供一种在不需要任何手动干涉的情况下能够确定燃料传送何时完成或已经发生故障的燃料传送监测系统和在燃料系统中监测燃料传送的方法。

Claims (14)

1.一种自动监测飞行器燃料系统中的燃料传送的方法，所述飞行器燃料系统包括多个燃料箱，所述方法包括：识别燃料传送命令，以将燃料从所述多个燃料箱中的第一燃料箱传送到所述多个燃料箱中的另外一个或更多个燃料箱；监测所述第一燃料箱中的燃料量变化速率；将所述第一燃料箱中的燃料量变化速率与阈值进行比较；以及如果所述燃料量变化速率小于所述阈值，则确定所述第一燃料箱中的燃料量，并所述第一燃料箱中的燃料量与希望的值进行比较，由此如果所述第一燃料箱中的燃料量大于所述希望的值，则宣布所述燃料传送发生故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，随后宣布所述第一燃料箱中剩余的燃料量不能用。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述第一燃料箱中的燃料量小于所述希望的值，则宣布所述燃料传送完成。

4.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中，所述燃料量变化速率的所述阈值小于在所命令的所述第一燃料箱和另外的燃料箱之间的燃料传送期间所期望的燃料量变化速率。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述阈值在每小时50至1000千克燃料的范围内。

6.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中，所述燃料传送命令是手动或自动生成的。

7.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中，所命令的燃料传送是泵送传送或者重力传送。

8.一种用于自动监测飞行器燃料系统中的燃料传送的燃料监测系统，所述燃料系统包括多个燃料箱，所述燃料监测系统包括燃料量传感器和数据处理器，所述燃料量传感器被设置为测量第一燃料箱中的燃料量，所述数据处理器被设置为从所述传感器接收燃料量测量结果，其中响应于接收到从所述第一燃料箱向另外一个或更多个燃料箱传送燃料的命令，所述数据处理器被设置为根据所接收的燃料量测量结果来确定所述第一燃料箱中的燃料量变化速率并将所述第一燃料箱中的燃料量变化速率与阈值进行比较，并且如果所述燃料量变化速率小于所述阈值，则所述数据处理器被设置为将所接收的燃料量测量结果与希望的值进行比较，并且如果所述第一燃料箱中的燃料量大于所述希望的值，则所述数据处理器还被设置为提供指示所命令的燃料传送已发生故障的输出。

9.根据权利要求8所述的燃料监测系统，其中，如果所接收的燃料量测量结果小于所述希望的值，则所述数据处理器被设置为提供指示所命令的燃料传送完成的输出。

10.根据权利要求8所述的燃料监测系统，其中，所述数据处理器还被设置为提供输出，所述输出指示由所接收的燃料量测量结果给出的所述第一燃料箱中剩余的燃料是不能用的。

11.根据权利要求8至10中任意一项所述的燃料监测系统，其中，所述燃料量变化速率的所述阈值小于在所命令的所述第一燃料箱和另外的燃料箱之间的燃料传送期间所期望的燃料量变化速率。

12.根据权利要求11所述的燃料监测系统，其中，所述阈值在每小时50至1000千克的范围内。

13.根据权利要求8至12中任意一项所述的燃料监测系统，其中，所述燃料传送命令是手动或自动生成的。

14.根据权利要求8至13中任意一项所述的燃料监测系统，其中，所命令的燃料传送是泵送传送或者重力传送。

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