CN102421669B - 加油设备及使用所述设备为飞机加油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及为飞机加油的设备，包括管道(40)，该管道具有用于连接到飞机(400)燃油箱的进气口(301)上的装置(42)，在该连接装置(42)处或附近具有用于确定表示穿过连接装置的燃油流(E)的至少一个参数值的装置(501)。该设备还包括：加油设备(1)上的至少一个接收器；将表示确定装置(501)预先确定的参数值的信号(Si(P))发送到接收器的装置(503，504)；以及电子单元，用于从接收器接收表示参数的信号并根据该信号驱动至少一个燃油流控制和监测装置。在加油操作时，加油方法包括：在连接装置(42)处或附近确定表示燃油流(E)的至少一个参数值；将表示先前步骤中预先确定的参数值的信号(Si(P))发送到加油设备上的至少一个接收器中；以及根据接收器接收的信号自动驱动燃油流控制和监测装置。
Description
技术领域
本发明涉及为飞机加油的加油设备以及使用这种设备为飞机加油的方法。
背景技术
在民用和军用机场和航空站，使用加油设备将油箱加满燃油，这些设备在飞机附近移动。第一种类型的加油设备包括作为具有箱体的运载工具的“加油油轮”，从该箱体中抽取燃油以传送到飞机的燃油箱中。第二种类型的加油设备包括用于连接到固定燃油分配网的出油口的运载工具，固定燃油分配网有时称为“加油栓系统”。第二类型的这些运载工具通常称为“燃油加注车”，并且一方面连接到加油栓系统上，另一方面连接到飞机燃油箱上，能够使加油栓系统和燃油箱连接。
使用这两种类型的加油设备，使用柔性软管将油箱或加油栓系统中的燃油流通系统连接到飞机燃油箱的入口。为此，柔性软管的下游端具有在飞机燃油箱的进气口上连接的装置。加油设备通常装有监测、测量和控制燃油流的装置，该装置比如为流量计、容量计数器和稳压器，这些装置安装在该设备上并且能够在开环中驱动燃油流。当燃油通过刚性软管离开设备底盘上形成的管道时，该燃油流在受控制但不连续被监控的压强下穿过柔性软管，这就造成可靠性问题。考虑到柔性软管的位置，所造成的压强损失是可变的，以至于不能精确地控制穿过飞机燃油箱的燃油的压强，然而该压强必须限制在3.5巴以不损坏飞机的结构，同时也尽可能的高，以免不必要地延长为飞机加油的时间。而且，安装在加油设备上的控制和监测装置必须进行定期检定，因为这些装置单独设置进入飞机燃油箱的燃油的压强。该定期检定时间减少了实际操作时间，因此减少了每个加油设备的可用性。
从US-B-6234224中可知在飞机燃油供应软管的下游端安装油压表。该表不是很方便，并且依靠操作员集中精力以检测超压。而且即使操作员检测到超压，此时站在飞机燃油箱附近的该操作员也不能操作燃油流以降低压强。
发明内容
本发明通过提出具有更可靠操作的新加油设备更具体针对解决这些缺点。
为此，本发明涉及一种为飞机加油的设备，所述设备包括管道，该管道具有用于连接到飞机燃油箱的进气口上的连接装置，并且在连接到飞机的该连接装置处或附近具有用于确定表示穿过该连接装置的燃油流的至少一个参数值的确定装置；该设备包括：加油设备上的至少一个接收器，将表示上述确定装置预先确定的参数值的信号发送到接收器的传输装置，以及电子单元，用于从接收器接收表示上述参数的信号并根据从接收器接收的信号驱动至少一个燃油流控制和/或监测装置。
在本发明的意义中，确定装置在连接装置处或附近，在这些装置中，确定装置接近飞机加油系统和燃油箱之间的燃油传输站。该传输站由连接装置的下游端确定，这些连接装置反过来安装在加油设备的柔性软管的下游端。实际上，将用于确定参数值的装置安装在离所述传输站不到50cm的位置。
得益于本发明，在燃油进入燃油箱之前立即能够知道燃油流的参数值，比如压强。通过该传输装置和接收器，设备上的控制系统(尤其通过电子单元)能够考虑该参数值，从而将该值保持在对应于飞机建造商和航空石油部门推荐的预定范围内。
根据其他的优点，而非本发明的强制性方面，这种设备在任何技术上允许的组合中，可并入一个或多个下面的特征：
确定装置包括潜在计量精密的燃油流压强传感器、燃油流容量传感器和/或燃油流温度传感器。通过测量分配的燃油的浑浊度、密度等可完善这些装置。
该设备还包括在连接装置处或附近用于识别飞机的识别装置和用于向加油设备上的接收器发送表示识别结果的信号的装置，该识别结果由所述识别装置获得。
该传输装置为无线传输装置。
该传输装置在至少两条不同的通道上，优选地在三条不同的通道上，或者向至少两个不同的地址，优选地向三个不同的地址可发送表示信号，用于比较验证。
该设备包括用于记录确定的参数值并且或许记录飞机的识别数据的装置。
该设备包括在连接装置处或附近用于确定装置、传输装置以及若可以的话，还有识别装置的独立电源装置。
该加油设备为装有软管的燃油加注车，该软管能够将该设备连接到固定燃油分配网的输出口之上，并且电子单元基于从接收器接收的信号驱动用于控制和监测飞机燃油箱的出口和入口之间的燃油流的装置。
或者该加油设备装有箱体，并且电子单元基于从接收器接收的信号驱动用于控制和监测飞机燃油箱的箱体和入口之间的燃油流的装置。
本发明还涉及一种为飞机加油的方法，使用如上所述的设备实施该方法，在该方法中，通过连接装置将加油设备支撑的管道连接到飞机燃油箱的入口并促使燃油流在管道中流通直到燃油箱；在加油操作时，该方法包括步骤：
a)在连接装置处或附近确定表示燃油流的至少一个参数值，
b)将表示步骤a)中预先确定的参数值的信号发送到加油设备上的至少一个接收器中；以及
c)根据接收器接收的信号自动驱动至少一个燃油流控制和监测装置。
有利地，本发明进一步包括步骤：
d)接收器一旦接收到信号，比较参数值和参考值，以及
e)基于步骤d)中比较的结果，以正常或降级模式继续或中断正在进行的加油操作。
而且，在加油操作时连续或重复进行步骤a)和b)，并且在加油操作期间，记录步骤a)中确定的参数值。
附图说明
根据下面加油设备的一个实施例和依据其原理的加油方法的描述，能够更好地理解本发明，并且本发明的其他优点显得更清晰。该实施例仅仅作为一个实例并结合附图进行说明，其中：
图1为示出了本发明的处于向飞机燃油箱添加燃油的使用中的加油设备的示意图；
图2为示出了用于将设备连接到燃油箱的柔性软管下游端的放大示意图，该柔性软管放置在燃油箱的进气口；
图3为使用图1和图2的设备实施的加油方法的部分框图；
图4为类似于图2的视图，用于根据本发明的第二实施例的设备。
具体实施方式
图1中所示的加油设备或燃油加注车1通常采取工业运载工具形式并包括通过车轮倚靠在地面上的底盘11，使用附图标记12表示两个车轮，并且该底盘支撑内燃机13，在该内燃机之上为该设备的驾驶员设置有驾驶室14。
该设备1配置有柔性软管20，该软管能够将该设备连接到机场内属于固定燃油分配网R的出油口200上。该出油口200位于停机场附近的地面的表面S之下。软管20配置有用于连接到出油口200上的连接器21。在与连接器21相反的端，软管20配置有另一个连接器22，用于连接到构成设备1的固定管道32的喷嘴的连接器31上。换言之，软管20能够将属于固定网R的出油口200连接到属于设备1的管道32。
管道32进入过滤器33内，该过滤器用于滤掉燃油中可能包含的任何残渣，尤其是液态残渣。
在过滤器33的下游，管道34延伸到连接器35，第二柔性软管40的上游连接器41连接在连接器35上，柔性软管的下游端配置有“机翼紧固件”42，该紧固件构成用于将软管40连接到燃油箱300的进气口301上的装置，该燃油箱300容纳在飞机机翼400中。
为了附图的清晰性，通过对应于各自纵轴的轴线，在图1中显示了柔性软管20和40。
机翼紧固件42包括装有环形体422的圆柱形主体421，通过外形配合允许该圆柱形主体锁定在限定端口301的相应的连接器上(未显示出)。机翼紧固件42也具有圆管形手轮423，该圆管围绕并通过两个刚性臂424连接到主体421。或者所述手轮可用手柄代替。
部件32-34分别在两个软管20、40形成的两条软管线路之间共同限定设备1中燃油的固定流径。该固定流径和这些软管线路在分配网R上的第一连接装置21和端口301上的第二连接装置42之间延伸。
E表示出口200和燃油箱300之间的燃油流。
设备1装有计算器50，能够测量穿过管道34的燃油量，即传递到燃油箱300的燃油量。设备也包括稳压器60，能够监测管道34中燃油流E的压强。
设备1支撑液压缸70，在该液压缸内，轴71装有平台72，操作员站在该平台上能够操作软管40的下游部分，尤其是机翼紧固件42。轴71允许操作员通过双箭头F1表示的上升或下降垂直运动到达进气口301。
电动马达液压泵73用于给气缸70提供充裕的加压油量以向上或向下操作轴71。电磁阀套74能够监测自泵73流向气缸70的加压燃油流。
电子单元110安装在设备1的底盘上并通过适合的电子信号S50、S60和S74分别监测计算器50、稳压器60和电磁阀套74。
部件73和110通过未显示出的装置供应电流。
将模块500放置在软管40的下游端43和机翼紧固件42之间。在图2的横截面中显示所述模块，同时在侧视图中显示机翼紧固件42和软管40。
模块500为在端部43和机翼紧固件42之间的连接环形式，包括用于测量穿过机翼紧固件42的燃油流E的压强的单元501。
鉴于紧邻机翼紧固件42的模块500的位置，单元501能够以满意的精确度了解燃油流E注入燃油箱300内时通过端口301的压强。换言之，在机翼紧固件42形成的连接装置处，模块500的位置允许单元501给出表示穿过机翼紧固件42的燃油流E的压强P的值。
在实例中，模块500与机翼紧固件42接触，使得单元501与用于从加油系统向飞机传输燃油的传输站A之间的距离小于50cm。
在机翼紧固件42的出口处将燃油传输站A限定为将燃油的所有权从供应燃油的公司转到航空公司的站。
单元501通过电池502中供应电能，电池502并入模块500中并当机翼紧固件42储存在提供到设备1的那一端的插座80内时重新充电。插座80装有充电器82，将该充电器放置成使得机翼紧固件42安装在插座80内时电池502与所述充电器相反，这就能够通过感应给电池502充电。
或者，可用电容器替换电池502，这样就相应地调配充电器82。
将单元501电连接到无线电发射器503，反过来，该无线电发射器503由电池502供电。单元501将对应于所检测的压强值的电信号S0(P)发送给发射器503。
发射器503配置有天线504，该天线使发射器能够发射无线信号S1(P)，该无线信号包括对应于单元501检测的压强P值的数据。
作为实例，信号S1(P)的传输模式可为无线、红外线等。
而且，设备1配置有与模块500匹配的接收器600，其天线或传感器604使其能够接收信号S1(P)。
然后接收器600可将表示单元501检测的燃油流E的压强的信号S2(P)发送到电子监测单元110。
然后，该单元110可考虑压强P的值，以使用合适的电子信号S60尤其驱动稳压器60。反过来计算器50给单元110提供表示计算器进行的计算的信号S’50。
如图3所示，在开始步骤1001中开始加油操作时，电子控制单元110控制用于控制和监测出油口200和燃油箱300之间的燃油流E的电子装置，尤其是稳压器60，这在该方法的第二步骤1002中进行。
在第三步骤1003中，单元502确定模块500中，即传输站A附近的燃油流E的压强。
在随后的步骤1004中将确定的压强并入发射器503发射的无线信号S1(P)中。
在加油操作的整个期间定期(比如每10ms)重复步骤1003和1004。
在随后的步骤1005中，通过接收器600接收发射器503发射的无线信号S1(P)并以信号S2(P)的形式将该信号发送到单元110中。
在随后的步骤1006中，单元110从信号S2(P)中获取压强P的值并将该值与阈值P0相比较，比如该阈值等于3.5巴。如果信号S1(P)被编码，那么在该步骤中对其进行解码。在该步骤中，将压强的值P储存在与单元110相关联的存储器120中。
如果压强P大于所述参考值，那么在步骤1007中激活自动循环。首先，该循环纠正该值，以试图将偏差返回到可接受的水平。在步骤1006中再次测量所述偏差，如果该偏差不减少，那么该系统推动趋向于压强限制的紧固模式，即在降级模式中操作。如果该压强随着所施加的指令不减少，那么在步骤1008中停止加油操作。然后激活警报，使得操作员可采取适当的撤回措施。
如果压强P的值小于参考值P0，那么在步骤1009中比较压强值P和参考值P1，如果可认为值P基本上等于值P1，比如可配置的偏差小于5％，那么在步骤1010中继续加油操作，而不变更稳压器60的设置参数。如果压强P与值P1偏离超过5％，那么在步骤1010中继续加油操作之前，在步骤1011中调整稳压器60的设置。
每当接收到信号S1(P)之后，进行步骤1005到1011。尤其地，在整个加油操作中，将从单元501中相继接收的压强值P储存在存储器120中。
为了在发射器503和接收器600之间实现信号S1(P)传输的可靠性，该传输同时在三个不同的通道上或以两个不同的地址进行。那样，在不同的通道上发送的或由不同的地址恢复的数据将被比较和验证其值是否依然在可接受的偏差内，比如1％。在通道上或通过具体地址进行的传输链路故障时，自动隔离该故障的链路并且将预报发送给操作员。在两条信号传输链路同时失败的情况下(这种情况不太可能发生)，建立降级模式中的操作，其中，驱动稳压器60将管道34的出口处的压强调整到严格低于值P0的值，考虑到在软管40中必然发生的压强损失，传输站A处的压强必定低于该值。
在非降级操作模式中，本发明能够用高于值P0的参考值驱动稳压器60，使得传输站处和机翼紧固件42内燃油流E的压强尽可能接近值P1，该值可等于值P0(本实例中为3.5巴)或更低。
除了或者代替单元501，模块500可配置有用于检测燃油流E的温度的单元、用于或许计量测量所述燃油流的容量的单元和/或用于测量分配的燃油的浊度或密度的单元。与上述说明的用于表示压强的信号一样，这些参数值被发送到单元110中。将几个单元并入模块500时，该传输装置可由不同的测量单元共有。
而且，根据本发明的一个有利的而可选的方面，将识别传感器700安装在机翼紧固器的主体421上，靠近环形体422。该传感器仅由电池502提供电流，并连接到发射器503。将该传感器适配成读取固定在飞机机翼400上的标签800，该标签靠近端口301并包含飞机标识符I，比如注册、所要求的燃油的类型和/或与加油交易支付有关的管理数据。比如，标签800可为无线射频识别(RFID)类型，传感器700适配成从该标签中恢复数据。
将使用传感器700收集的数据以电子信号S700的形式发送到发射器503，发射器503将该数据以无线信号S1(I)的形式通过接收器600发送给单元110。在加油操作开始时，飞机自动进行识别。这就避免了供应到需要加油的飞机的燃油类型不相容的严重风险。
在如图4所示的本发明的第二实施例中，类似于第一实施例的那些部件的部件使用相同的附图标记。该实施例的机翼紧固件42与模块500相关联，该模块包括用于或许计量测量燃油流E的压强、温度和容量的单元501。换言之，该实施例的单元501为三重单元，能够确定燃油流E的三个物理参数。这并不排除确定针对所输送的燃油和针对加油操作进程的新参数，比如燃油的浊度、密度以及更广泛地来说所有有用的物理特征。
代替第一实施例的电池502，将涡轮机505的螺旋桨506安装在燃油流E路径上。将该涡轮机505耦合到交流发电机507和整流器508中，能够将直流供应给电池501、三个发射器503和传感器700，这与第一实施例中的那些相类似。
实际上，交流发电机507的转子可由磁体构成，这些磁体安装在螺旋桨506的轴上并放置成与固定线圈相反。将模块500储存在插座内时，也能够给电池或电容器提供感应充电，该插座类似于第一实施例的插座。甚至在建立燃油流E之前，部件501和502也能够具有电能。
因此，在所考虑的两个实施例中，第一实施例的电池502或第二实施例的组件505-508所形成的自主装置能够给测量单元501、发射器503和传感器700供电。因此没必要从燃油加注车1中给模块500和其配件提供电流。
螺旋桨506可构成分配的燃油容量的主要或次要计算装置，这种计算装置或许为计量。
在该实施例中，使用三个发射器503，同时将这三个发射器分布在机翼紧固件42的主体421周围，使得发射器的天线或传输装置504可在几个方向发送，这保证了将信号良好传输到接收器600，比如第一实施例中所提到的信号S1(P)。设备1上配置有数个接收器600，这些发射器503可配置成发送到三个不同的接收器地址，以确保数据无线交换并实现数据无线交换的可靠性。
在第二实施例中，发射器503发射的信号表示从加油操作开始燃油流E的压强P、温度T和容量V的值。以与第一实施例中所解释的方式可比的方式通过接收器600和单元110处理该信号S1(P，T，V)。尤其，将表示压强、温度和容量值的信号S2(P，T，V)通过接收器600发送到电子单元110。单元110进行同阈值的比较，用于每个有关的物理参数或者仅仅用于某些有关的物理参数。与第一实施例中那样，将这些参数的值储存在存储器120中。
在这两个实施例中，在存储器120中存储表示燃油流E的某些参数的值能够使事后分析设备1在加油操作过程中的适当操作成为可能。分配燃油的公司尤其能够为飞机运营商或部门提供显示了所有参数值的报表，比如压强，在加油操作时标注在传输站A旁边。这就能保证不超过任何阈值并且限制燃油流E监测设备的定期审计，比如稳压器60。存储器120也可用于储存传感器700收集的识别数据I，这包括加油操作可追溯性的需要，同时也使得输入加油成本的任务更简单。
上文描述了通过插入在软管40的下游端43和机翼紧固件42之间的模块500来实施本发明的情况，识别传感器700可粘附在模块500主体的外部，在此情况下可使用标准机翼紧固件42。或者，将用于确定燃油流参数值的装置、传输装置以及也可能是识别装置，比如上述的部件501、503和700，并入为此设计的机翼紧固件中。
用连接在加油栓系统上的燃油加注车实施时，上面描述了本发明。然而，可使用装有箱体的加油油轮实施，该加油油轮用于将燃油运输到要加油的飞机附近。
虽然在使用本发明装满飞机油箱的过程中已经描述了本发明，本发明可用于装满任何类型的飞机的油箱，尤其是直升飞机。
Claims (11)
1.一种为飞机加油的设备(1)，所述设备包括管道(40)，该管道具有用于连接到飞机(400)燃油箱(300)的进气口(301)上的连接装置(42)，并且在连接到飞机的该连接装置(42)处或附近具有用于确定表示穿过该连接装置的燃油流(E)的至少一个参数值(P,T,V)的确定装置(501)，其特征在于，所述设备包括：
加油设备(1)上的至少一个接收器(600)；
将表示所述确定装置(501)预先确定的参数值(P,T,V)的信号(S1(P)，S1(P,T,V))发送到接收器(600)的传输装置(503,504)，以及
电子单元(110)，用于从接收器(600)接收表示所述参数(P,T,V)的信号(S2(P)，S2(P,T,V))并根据从接收器接收的信号驱动至少一个燃油流(E)控制和监测装置(50,60),
所述确定装置(501)能够确定所述燃油流(E)的压强值(P)，所述传输装置(503,504)能够向所述接收器发送表示由所述确定装置确定的所述压强值(P)的信号(S1(P)，S1(P,T,V))，以及所述电子单元(110)能够将所述压强值(P)与参考值(P0)相比较，如果所述压强值大于所述参考值(P0)，所述电子单元(110)能够纠正或者限制所述燃油流的所述压强值。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述确定装置包括燃油流(E)压强(P)传感器(501)、燃油流(E)容量(V)传感器(501)、和/或燃油流(E)温度(T)传感器(501)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备还包括在连接装置(42)处或附近用于识别飞机的识别装置(700)和用于向加油设备上的接收器(600)发送表示识别结果的信号S1(I)的装置(503,504)，该识别结果由所述识别装置获得。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述传输装置为无线传输装置(503,504)。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述传输装置在至少两条不同的通道上，优选地在三条不同的通道上，或者向至少两个不同的地址，优选地向三个不同的地址发送表示信号(S1(P),S1(P,T,V),S1(I))。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备包括用于记录确定的参数值(P,T,V)并且或许记录飞机的识别数据(I)的装置(120)。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备包括在连接装置(42)处或附近用于确定装置(501)、传输装置(503,504)以及若可以的话，还有识别装置(700)的独立电源装置(502；505-508)。
8.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备为装有软管(20)的燃油加注车(1)，该软管能够将该设备连接到固定燃油分配网(R)的输出口(200)；电子单元(110)基于从接收器(600)接收的信号(S2(P),S2(P,T,V))，驱动用于控制和监测飞机燃油箱(400)的出口(200)和入口(301)之间的燃油流(E)的装置(50,60)。
9.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该设备包括装有箱体的加油油轮；电子单元(110)基于从接收器(600)接收的信号(S2(P),S2(P,T,V))，驱动用于控制和监测飞机(400)燃油箱的箱体和入口(301)之间的燃油流(E)的装置。
10.一种为飞机加油的方法，使用设备实施该方法，该设备通过连接装置(42)将加油设备(1)支撑的管道(40)连接到飞机(400)燃油箱(300)的入口(301)并促使燃油流(E)在管道中流通直到燃油箱；在加油操作时，该方法包括步骤：
a)在所述连接装置(42)处或附近确定(1003)表示燃油流(E)的至少一个参数值(P,T,V)，包括所述燃油流(E)的压强；
b)将表示步骤a)中预先确定的压强值(P)的信号(S1(P),S1(P,T,V))发送(1004)到加油设备(1)上的至少一个接收器(600)中，
c)通过接收器接收(1005)表示所述压强的信号(S1(P),S1(P,T,V))，
d)比较(1006)所述压强值(P)与参考值(P0)，以及
e)当所述压强值(P)大于所述参考值(P0)时，通过实施以下步骤来根据接收器(600)接收的信号(S1(P),S1(P,T,V))自动驱动至少一个燃油流(E)控制和/或监测装置(50,60)：
纠正(1007)所述压强值(P)，以降低这些压强间的差异，
进入压强限制的安全模式，或者
停止(1008)加油操作。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在加油操作时连续或重复进行步骤a)和b)，并且在加油操作期间，记录(1006)步骤a)(1003)中确定的参数值(P,T,V)。
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