CN102224075B - 操作飞行器燃料管理系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，每个燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在至少一个燃料量指示器发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器机上燃料量(FOB_FailedFQI)的值，所述机上燃料量被计算为初始机上燃料量(FOBinit)减去已用燃料量的值。另外或另选地，使用各具有关联的故障燃料量指示器的燃料箱的燃料的分配值来计算飞行器总重量重心的值。

Description

操作飞行器燃料管理系统的方法
技术领域
本发明涉及在与飞行器燃料系统的一个或更多个燃料箱关联的燃料量指示器发生故障的情况下操作飞行器燃料管理系统的方法。
背景技术
现代大型飞行器通常具有多个单独的燃料箱，在飞行中通过计算机化的燃料管理系统来监测和控制每个燃料箱中的燃料量。在飞行器可以被允许从机场离开前，飞行器的飞行员必须确信飞行器机上燃料量足够到达要去的目的地。通常，由燃料管理系统基于对每个独立燃料箱的燃料量的读取，来提供关于飞行器机上燃料量满足该要求所需要的信息。在飞行期间，与其他参数一起使用对每个独立燃料箱的燃料量的读取，来计算在任何给定时间的飞行器总重量重心，并执行独立燃料箱之间的自动燃料传送以将重心维持在希望的限度内。根据已知的程序，如果在燃料管理系统内的故障导致独立燃料箱之一内的燃料量变为未知，当飞行器在地面上或在飞行期间时，燃料管理系统对独立燃料箱之间的燃料传送的自动控制停止，因为飞行器机上燃料量的总值不再到燃料管理系统。但是，如果飞行器机组基于对给定时间的燃料量的人工执行的计算而执行人工燃料传送，则允许飞行器的离开或飞行器的持续飞行。这具有增加人员的工作量的缺点，并且由于燃料计算和传送经受人为错误，降低了飞行器的安全。因此，有利的是，提供解决这些缺点的另选的燃料管理系统及其操作方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，各燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器机上燃料量(FOB_FailedFQI)的值，所述机上燃料量被计算为初始机上燃料量(FOBinit)的值减去已用燃料量的值。
另外，本方法还可以包括：计算飞行器总重量(GW)的值，该值等于所计算出的机上燃料量(FOB_FailedFQI)的值与机上燃料为零时的飞行器重量的预定值之和。
所述初始机上燃料量(FOBinit)的值优选地在全部飞行器发动机已经启动的时间被确定为由各关联的燃料量指示器提供的各燃料箱中的燃料量的和。
另选地，所述初始机上燃料量(FOBinit)的值可以在全部飞行器发动机运行时的时间被确定为针对具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱的燃料的分配值的和加上由各关联的燃料量指示器提供的各其余燃料箱中的燃料的和。
此外，所述初始机上燃料量(FOBinit)的值可以被确定为各燃料箱中的燃料量的值的和，由此手动输入这些值。
对于超过一个燃料箱可以组合使用确定FOBinit的方法中的任何一种。
在具有关联的故障燃料指示器的燃料箱中的至少一个中的燃料的分配值优选地在零到该燃料箱的最大容量的范围中。所述分配值可以自动地被设置为等于在所述系统中具有正在工作的燃料量指示器的另一燃料箱中的燃料量。另选地，可以手动输入所述分配值
根据本发明的另一方面，提供了一种操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，每个燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器总重量重心的值，所述计算使用具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱中的燃料的分配值。
所述分配值可以在零到所述燃料箱的最大容量的范围中。所述分配值可以自动地被设置为等于在所述系统中具有正在工作的燃料量指示器的另一燃料箱中的燃料量。另选地，所述分配值可以被设置为等于根据本发明第一方面所述的方法确定的初始机上燃料量减去各其余燃料箱的燃料量指示器的值的和。此外，可以手动输入所述分配值。
根据本发明的任一方面，可以根据计算的值而自动地控制从任何一个飞行器燃料箱的燃料传送。如果飞行器具有多个燃料箱，与故障燃料量指示器关联的燃料箱可以与另一燃料箱被宣布为空的同时自动地被宣布为空，其中这两个燃料箱通常包含大致相同的燃料量。另选地，当来自位于故障燃料量指示器所关联的燃料箱内的泵的燃料压力信号低于阈值超过预定时间段时，该燃料箱可以被宣布为空。
附图说明
下面将参照附图，仅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示意性示出飞行器内的可能的燃料箱布局；和
图2示出与图1的燃料箱布局关联的燃料管理系统。
具体实施方式
图1示意性示出在在飞行器燃料系统内的各单独燃料箱的通常结构，为了清楚起见，仅示出飞行器的包含燃料箱的那些部件，即机翼和尾部。位于飞行器的机翼2内的是两对燃料箱(总共4个单独燃料箱)，即内侧对4a、4b和外侧对6a、6b。通常，飞行器携带的燃料的大部分被保持在这些燃料箱内。一个中央燃料箱7位于机翼之间的飞行器机身内。一个附加燃料箱8位于飞行器的尾部中，并且更具体地在水平稳定器10内。该燃料箱通常称为重心调整燃料箱(trim tank)，因为通过改变该燃料箱内保持的燃料量可以控制或调整飞行器的重心。将理解的是，示出的燃料箱结构纯粹是作为示例示出，也可以采用其他结构。例如，一些飞行器不具有重心调整燃料箱，而其他飞行器可以具有位于飞行器的货物分隔舱内的附加燃料箱。
每个单独燃料箱关联有相应的燃料量指示器(FQI)，燃料量指示器(FQI)提供各燃料箱内的燃料量的报告值，该值一般以千克给出。在实践中，与有关飞行器的姿态的信息以及关于燃料箱形状的另外信息一起，针对各个燃料箱获得来自多个单独燃料传感器的读取值，每当由适当的数据处理器组合时，这些读取值提供针对燃料箱内包含的报告燃料量的单个值。但是，为了清楚和易于理解起见，各燃料箱的FQI可以被认为是单个单元。针对全部单独燃料箱的各FQI报告的值通常通过飞行器座舱中的适当的显示器报告给机组，以及提供给包括燃料管理系统的飞行器控制系统的其他部分。使用由燃料量指示器报告的燃料值来计算的更多参数的示例包括机上燃料(FOB)的值、飞行器的总重量(GW)以及飞行中的飞行器的总重量重心(GWCG)。这些值由燃料管理系统使用以例如自动地在单独燃料箱之间传送燃料，而将GWCG维持在特定限度内。
在一个燃料箱的一个FQI发生故障而使得保持在该燃料箱内的燃料量的值不可用的情况下，在根据现有技术的系统中，FOB、GW和GWCG的对应值将相应地不可用，因此燃料管理系统基于这些值进行的燃料箱之间的自动燃料传送将不可能。
图2示意地示出根据本发明一个实施方式的燃料管理系统。设置第一数据处理器12，其从与各单独燃料箱关联的各燃料量指示器14接收数据输入。另外，第一数据处理器12还从已用燃料指示器(FU)接收数据输入，已用燃料指示器(FU)提供飞行器的各发动机使用的燃料量的指示。各发动机都关联有已用燃料指示器16，在图1和图2中示出的示例中数量总共为2。第一数据处理器12通常连接到操作者接口18，该操作者接口18例如可以是位于飞行器座舱中的触摸屏，被设置为将有关飞行器燃料系统的信息输出给机组或其他维护人员，并且还允许数据输入经由操作者接口18提供给第一数据处理器12。第一数据处理器12还通常与一个或更多个另外的数据处理器20双向通信，所述数据处理器20与飞行器的其他控制系统关联。如果与各单独燃料箱关联的燃料量指示器14全都正常操作，自然它们将向第一数据处理器12提供指示各单独燃料箱中的燃料量的数据。各燃料箱中的燃料量由第一数据处理器求和以提供飞行器机上燃料FOB的值。使用FOB的值来计算一个或更多个燃料系统参数，如飞行器的总重量GW。该数据接着由第一数据处理器单独地或者与飞行器控制系统中的一个或更多个其他数据处理器20相结合地使用，以确定并控制任何希望的燃料传送。有关燃料量和燃料使用的信息还将由第一数据处理器提供给操作者接口18，并因此提供给机组。
在一个或更多个FQI发生故障的情况下(故障出现在飞行器起飞离开前或在飞行期间)，机上燃料的正常值不再可用。根据本发明的实施方式，在这些情形下，燃料管理系统以称为FOB_FailedFQI的计算值来替代FOB的正常值。如下执行FOB_FailedFQI的计算：
FOB_FailedFQI＝FOBinit-Fuel_Used
Fuel_Used是从飞行器的全部发动机启动并充分运行的点起由飞行器的发动机使用的燃料的值，并根据由与各飞行器发动机关联的已用燃料指示器16提供的值的和来确定。
FOBinit是在飞行器起飞前飞行器的全部发动机充分运行的点(即，开始记录Fuel_Used的时间的同一点)处初始机上燃料量的值。如果在飞行器起飞的点处飞行器的全部FQI工作，则FOBinit的值给出为由各FQI报告的燃料量的值的和。接着在飞行器飞行期间，在后续FQI故障的情况下，由燃料管理系统的数据处理器12持续计算FOB_FailedFQI的值，在此情况下，用计算出的FOB_FailedFQI的值替代FOB的正常值。
如果在飞行器起飞前出现FQI故障，则按照另选方式确定FOBinit的值。根据一些实施方式，FOBinit的值被确定为由正在工作的FQI报告的值的和加上与发生故障的FQI关联的燃料箱中的燃料量的分配值。分配值可以简单地是由机组基于他们对在发生故障的FQI燃料箱中的希望燃料量的知识而手动输入(经由操作者接口18输入)的值。另选地，分配值可以根据与发生故障的FQI关联的燃料箱的位置而自动地确定。例如，如果与发生故障的FQI关联的燃料箱是机翼燃料箱(4a，6a)之一，则分配值被设置为等于针对位于相对机翼中的相应姊妹燃料箱(4b，6b)的报告FQI值。如果与发生故障的FQI关联的燃料箱是重心调整燃料箱，则分配值被设置为零。如果出现超过一个FQI故障，则根据任何上述方法来确定针对各关联燃料箱的分配值，例如，可以同时执行确定各自分配值的超过一种方法。
确定FOBinit的值的另外另选方法是手动输入针对各燃料箱的估计值(无论它们关联的FQI是否已经发生故障)并且合计全部的估计值。
在本发明的实施方式中，除可以得出FOB_FailedFQI外，还可以得出更多的飞行器参数。例如，在FQI故障的情况下飞行器的总重量的值(称为GW_FailedFQI)可以得出为：
GW_FailedFQI＝FOB_FailedFQI+ZFW
其中，ZFW是机上燃料为零时的飞行器重量的预定值，并且通常由机组手动输入到燃料管理系统中。
在本发明实施方式中计算的另一飞行器参数是沿飞行器长度的飞行器总重量重心GWCG。在通常的情况(即，全部FQI操作)下，由燃料管理系统使用在各燃料箱中的燃料的质量，结合燃料箱自身的其他已知特性(如质心距离)，来计算GWCG。这种使用各燃料箱中的燃料质量来计算GWCG的方法对本领域技术人员是已知的。在FQI故障的情况下，根据本发明实施方式通过分配与各故障FQI关联的燃料箱中的燃料质量的值来计算GWCG。该值可以根据相关燃料箱的位置按照与上面确定FOBinit有关的描述类似的方式自动分配。例如，如果FQI故障是关于机翼燃料箱，则该机翼燃料箱的燃料质量被分配为等于在另一机翼中的相应燃料箱中的燃料质量，而如果是关于重心调整燃料箱的FQI故障，则把重心调整燃料箱中的燃料质量设置为零。另选地，可以通过从初始机上燃料量FOBinit的值减去具有正在工作的燃料量指示器的各燃料箱中的燃料量的值来分配该值。在另一实施方式中，分配值可以由机组手动输入。在分配了与故障FQI关联的各燃料箱中的燃料质量的值后，根据已知的方法来计算GWCG。
根据本发明实施方式计算的参数值可以随后由燃料管理系统使用，以在一个或更多个FQI故障的情况下控制燃料箱之间任何希望的燃料传送。例如，燃料管理系统可以被设置为，使得在可以使用例如FOB_FailedFQI、GW_FailedFQI或GWCG_FailedFQI的计算值执行自动燃料传送，而不允许到与已经发生故障的FQI关联的燃料箱的自动燃料传送。在这样的到燃料箱的自动传送被禁止的情况下，燃料管理系统可以(经由操作者接口)向机组通知并请求机组执行到讨论的燃料箱的手动燃料传送。此外，与故障FQI关联的燃料箱可以由燃料管理系统基于来自诸如相应机翼燃料箱的另一燃料箱的报告FQI值的状态宣布为空。另选地，当从位于燃料箱内的任何一个燃料泵读取的燃料压力低于阈值超过预定时间段时，该燃料箱可以被宣布为空，因而指示该燃料箱已经有效地被泵空了。
通过根据本发明实施方式操作燃料管理系统，可以自动地计算一个或更多个飞行器参数，随后由燃料管理系统自动地操作燃料传送。这具有成对的好处：在FQI出现故障时降低机组的工作量，并通过去除在执行手动燃料传送中的人工错误的可能性而在这样的条件下提高飞行器的安全性。

Claims (13)

1.一种自动操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，各燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器机上燃料量（FOB_FailedFQI）的值，所述机上燃料量被计算为初始机上燃料量（FOBinit）的值减去已用燃料量的值，其中，在第一次确定所述初始机上燃料量（FOBinit）之前发生所述故障，并且其中，所述初始机上燃料量（FOBinit）的值在全部飞行器发动机正在运行时被确定为针对具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱的燃料的分配值的和加上由各关联的燃料量指示器提供的各其余燃料箱中的燃料的和。
2.一种自动操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，各燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器机上燃料量（FOB_FailedFQI）的值，所述机上燃料量被计算为初始机上燃料量（FOBinit）的值减去已用燃料量的值，其中，所述初始机上燃料量（FOBinit）的值在全部飞行器发动机正在运行时被确定为针对具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱的燃料的分配值的和加上由各关联的燃料量指示器提供的各其余燃料箱中的燃料的和，其中，所述分配值自动地被设置为等于所述系统中的具有正在工作的燃料量指示器的另一燃料箱中的燃料量。
3.一种自动操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，各燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器机上燃料量（FOB_FailedFQI）的值，所述机上燃料量被计算为初始机上燃料量（FOBinit）的值减去已用燃料量的值，其中，所述初始机上燃料量（FOBinit）的值在全部飞行器发动机正在运行时被确定为针对具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱的燃料的分配值的和加上由各关联的燃料量指示器提供的各其余燃料箱中的燃料的和，其中，所述分配值自动地被设置为零。
4.一种自动操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，各燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器机上燃料量（FOB_FailedFQI）的值，所述机上燃料量被计算为初始机上燃料量（FOBinit）的值减去已用燃料量的值，其中，所述初始机上燃料量（FOBinit）的值在全部飞行器发动机正在运行时被确定为针对具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱的燃料的分配值的和加上由各关联的燃料量指示器提供的各其余燃料箱中的燃料的和，其中，手动输入所述分配值。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：计算飞行器总重量（GW）的值，该值等于所计算出的机上燃料量（FOB_FailedFQI）的值与机上燃料为零时的飞行器重量的预定值之和。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始机上燃料量（FOBinit）的值被确定为各燃料箱中的燃料量的值的和，由此手动输入这些值。
7.根据权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其中，在具有关联的故障燃料指示器的燃料箱中的至少一个中的燃料的分配值在零到该燃料箱的最大容量的范围中。
8.根据权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其中，所述分配值自动地被设置为等于所述系统中的具有正在工作的燃料量指示器的另一燃料箱中的燃料量。
9.根据权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其中，手动输入所述分配值。
10.一种自动操作飞行器的飞行器燃料管理系统的方法，该飞行器具有至少一个燃料箱，每个燃料箱具有关联的燃料量指示器，所述燃料量指示器被设置为提供所关联的燃料箱中的燃料量的指示，该方法包括：计算在所述燃料量指示器中的至少一个发生故障的情况下、待由所述燃料管理系统使用的飞行器总重量重心的值，所述计算使用具有关联的故障燃料量指示器的各燃料箱中的燃料的分配值，其中，所述分配值自动地被设置为等于所述系统中的具有正在工作的燃料量指示器的另一燃料箱中的燃料量。
11.根据上述任意一项权利要求所述的方法，该方法还包括：根据所计算出的值自动地控制从任何一个飞行器燃料箱的燃料传送。
12.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中，所述飞行器具有多个燃料箱，并且与故障燃料量指示器关联的燃料箱在与另一燃料箱被宣布为空的同时自动地被宣布为空，其中这两个燃料箱通常包含大致相同的燃料量。
13.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其中，当来自位于故障燃料量指示器所关联的燃料箱内的泵的燃料压力信号低于阈值超过预定时间段时，该燃料箱被宣布为空。
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