CN108674675A - 一种母子空中加油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种母子空中加油机，属于飞机空中加油装置领域。受油机飞行员通过安装在母加油机上的多个摄像头观察子加油机与受油机的相对位置，受油机飞行员可以操控子加油机机翼、子加油机水平尾翼和子加油机垂直尾翼，精确调整子加油机与母加油机和子加油机与受油机之间相对位置；伸缩管由套在一起的刚性管构成，安装在子加油机的机腹位置，与子加油机之间通过可控的万向节连接，在伸缩管末端的设置有负压阀。一种母子空中加油机实现了子加油机和受油机快速对接的空中加油系统。

Description

一种母子空中加油机

技术领域

本发明涉及一种空中加油装置，具体讲是一种母子空中加油机装置，属于飞机空中加油装置领域。

背景技术

加油机能在飞行中为受油机补充燃油，提高受油机飞行效能，加油机与受油机在对接过程中具有一定技术难度和安全风险。空中加油主要有插头锥套式空中加油和伸缩套管式空中加油，其中伸缩套管式空中加油伸缩管是可控的，执行加油任务时，伸缩管放下，依靠它的舵翼产生的气动力来稳定或调整姿态。舵翼典型布局是KC-135的V型布局和KC-10的H型布局。抵抗气流扰动的能力较强对接更为便捷，输油速度更快，能提升空中加油的效率。伸缩套管式空中加油每次只能给一架飞机进行加油，在为小型飞机构成的机群加油时效率较低。

插头锥套式空中加油能为多架飞机同时进行加油，在为小型飞机构成的机群加油时效率较高。由于其较低的成本，成为主流的空中加油技术。插头锥套式空中加油在加油过程中，由于加油机尾涡流、大气紊流以及受油机头激波的影响，加油锥套会产生一定程度的不规则飘摆运动，加油锥套无法进行有效地控制，使加油机与受油机无法进行快速、安全、准确地对接，对受油机飞行员的要求比较高；影响加油效率，并对加油机和受油机的飞行安全构成一定的影响。如果加油机与受油机发生剐蹭，将严重威胁飞行安全。

飞机的稳定性是飞机反抗外界扰动、保持原有飞行状态能力的特性。当扰动消失后，驾驶员不施加操纵的情况下，飞机能自动回到原平衡状态，这架飞机就具有稳定性，否则就是不稳定或中立的。可分为飞机本身的稳定性、飞机与自动驾驶仪组合系统的稳定性以及飞行员与飞机组合系统的稳定性。为了保证有良好的稳定性，首先要设计好与飞机本身稳定性有关的部件和参数，如水平尾翼、垂直尾翼和机翼的上反角，并具有适当的重心位置和变化范围。此外，在现代运输机上还广泛采用自动安全装置和自动驾驶装置，以保证在所有飞行范围内具有适当的稳定性。无论是大型、中型、小型还是微型飞机都具有适当的稳定性。微型运输机的可操控性和稳定性优于伸缩套管式空中加油中使用的伸缩管的舵翼的可操控性和稳定性。

发明内容

发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷：插头锥套式空中加油由于加油机尾涡流、大气紊流以及受油机头激波的影响，加油锥套会产生一定程度的不规则飘摆运动，加油锥套无法进行有效地控制；伸缩套管式空中加油每次只能给一架飞机进行加油，在为小型飞机构成的机群加油时，任务效率较低。提供一种母子空中加油机，多架受油机可对为其加油的子加油机进行有效控制，以实现子加油机和受油机快速对接的高效空中加油系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种母子空中加油机系统包括母加油机、受油机和外挂在母加油机机翼下的子加油机，母加油机发动机后置。内置在母加油机中的加油装置，包括油泵、轮鼓和复合管线，复合管线包括输油软管、控制线路、电源线、牵引索。

输油软管一端连接油泵，另一端连接子加油机，进一步连接缓冲油箱；缓冲油箱由多个容器组成，安装在子加油机的机翼和机舱内，在进口处和出口处分别设置分配阀，子加油机自动驾驶仪或者受油机的飞行员调整两组分配阀和飞行参数，保持子加油机的平稳。

控制线路一端连接子加油机自动驾驶仪，受油机飞行员可以远程操控子加油机自动驾驶仪，为了减小子加油机的体积和重量，子加油机自动驾驶仪安装在母加油机上，另一端连接子加油机水平尾翼、子加油机垂直尾翼和子加油机机翼的控制机构；子加油机的自动驾驶仪或受油机飞行员操控子加油机的副翼、升降舵、方向舵、前缘襟翼缝翼、后缘襟翼、扰流板和水平安定面，就能升降、转向和加减速度，达到调准子加油机与受油机的相对位置。

电源线一端连接母加油机上的电源系统，另一端连接子加油机的电源系统，给子加油机各部件提供电力。

牵引索一端连接母加油机机翼，另一端连接子加油机的机头，牵引索给子加油机提供牵引力，子加油机为微型运输机，除了没有动力装置，靠母加油机通过牵引索牵引飞行，具有通用运输机其它技术特征，具有良好的稳定性和操控性。

复合管线平时缠绕在轮鼓上，子加油机机头通过球型铰链连接复合管线。执行加油任务时将挂载在母加油机机翼下的挂架上的子加油机放出。受油机飞行员通过安装在母加油机上的多个摄像头观察子加油机与受油机的相对位置，受油机飞行员可以操控子加油机机翼、子加油机水平尾翼和子加油机垂直尾翼，精确调整子加油机与母加油机和子加油机与受油机之间相对位置；伸缩管由套在一起的刚性管构成连接缓冲油箱，安装在子加油机的机腹位置，与子加油机之间通过万向节连接，能够根据受油机的受油口位置调整可控的舵翼来改变自身姿态。

伸缩管末端设置负压阀，和受油机的受油口密封连接后，受油机启动真空泵产生负压，打开关闭状态弹性体从而打开负压阀，燃油被吸入受油机；受到较大的气流的扰动，伸缩管末端与受油口脱离接触，失去负压，负压阀自动关闭。

本发明的有益效果在于：子加油机具有优良的操控性，子加油机具有优良的稳定性，能承受较大程度的扰动，同时能为多架飞机同时进行加油，具有插头锥套式空中加油和伸缩套管式空中加油两种技术方案的优点。

附图说明：

图1为一种母子空中加油机群正视图示意图；

图2为一种母子空中加油机群俯视图示意图；

图3为子加油机伸缩管接头示意图；

其中：母加油机（100）、母加油机机翼（101）、软输油管一（102）、子加油机一（103）、子加油机一机翼（104）、母加油机发动机（105）、子加油机一水平尾翼（106）、子加油机一垂直尾翼（107）、母加油机水平尾翼（108）、软输油管五（109）、子加油机五（110）、伸缩管五（111）、伸缩管一（112）、受油口一（113）、受油机五（114）、受油机一（115）；

母加油机（100）、子加油机一（103）、子加油机二（201）、子加油机五（110）、子加油机三（202）、子加油机四（203）、子加油机六（204）、子加油机七（205）、受油机四（206）、受油机七（207）、受油机三（208）、受油机六（209）、受油机二（210）、受油机五（114）、受油机一（115）；

燃油压力传感器（300）、燃油（301）、伸缩管接头（302）、多孔连接板（303）、弹性装置（304）、关闭状态弹性体（305）、打开状态弹性体（306）、行程开关（307）、密封装置（308）、气压传感器（309）、受油口（310）。

具体实施方式

实施方式一：一种母子空中加油机系统包括母加油机（100）、外挂在母加油机机翼（101）下的子加油机一（103）、受油机一（115），母加油机发动机（105）后置，母加油机（100）由大型运输机构成，远程运送燃油，内置在母加油机中的加油装置，包括油泵、轮鼓和复合管线一（102），油泵和轮鼓图中未画出，复合管线一（102）包括输油软管、控制线路、电源线、牵引索，图中未画出输油软管、控制线路、电源线和牵引索。

输油软管一端连接油泵，另一端连接子加油机一（103），进一步连接缓冲油箱，缓冲油箱图中未画出；缓冲油箱由多个容器组成，安装在子加油机一（103）的机翼和机舱内，在进口处和出口处分别设置分配阀，子加油机一（103）自动驾驶仪或者受油机（115）的飞行员调整两组分配阀和飞行参数，保持子加油机一（103）的平稳。

控制线路一端连接操控装置，操控装置可设置在受油机（115）或者母加油机（100）上，另一端连接子加油机一水平尾翼（106）、子加油机一垂直尾翼（107）和子加油机一机翼（104）的控制机构；子加油机一（103）的自动驾驶仪或受油机（115）的飞行员操控子加油机一（103）的副翼、升降舵、方向舵、前缘襟翼缝翼、后缘襟翼、扰流板和水平安定面，就能升降、转向和加减速度，达到调准子加油机一（103）与受油机一（115）的相对位置。

电源线一端连接母加油机（100）上的电源系统，另一端连接子加油机一（103）的电源系统，给子加油机子加油机一水平尾翼（106）、子加油机一垂直尾翼（107）和子加油机一机翼（104）各部件提供电力。

牵引索一端连接母加油机机翼，另一端连接子加油机一（103）的机头，牵引索给子加油机一（103）提供牵引力，子加油机一（103）为微型运输机，除了没有动力装置，靠母加油机（100）通过牵引索牵引飞行，具有通用运输机其它技术特征，具有良好的稳定性和操控性；子加油机一（103）具有完整的飞行控制系统和自动驾驶系统，复合管线一（102）平时缠绕在轮鼓上，子加油机一（103）机头通过球型铰链连接复合管线一（102）。执行加油任务时将母加油机机翼（101）下的挂架上的子加油机一（103）放出。受油机飞行员通过安装在母加油机上的多个摄像头观察子加油机与受油机的相对位置，受油机（115）的飞行员可以操控子加油机一机翼（104）、子加油机一水平尾翼（106）和子加油机一垂直尾翼（107），精确调整子加油机一（103）与母加油机（100）和子加油机一（103）与受油机一（115）的相对位置。

伸缩管一（112）由套在一起的刚性管构成，安装在子加油机一（103）的机腹位置，与子加油机一（103）之间通过万向节连接，伸缩管一（112）上安装有可控的舵翼，能够根据受油机一（115）的受油口（310）位置调整可控的舵翼来改变自身姿态。伸缩管一（112）末端设置负压阀，和受油机一（115）的受油口（310）密封连接后，受油机一（115）启动真空泵产生负压，打开关闭状态弹性体（305）从而打开负压阀，燃油被吸入受油机一（115）；受到气流的扰动，伸缩管末端与受油口脱离接触，失去负压，负压阀自动关闭，避免漏油引发受油机一（115）火灾事故。

如图3所示，在伸缩管接头（302）开口处设置气压传感器（309），检测气压。子加油机内置缓冲油箱，缓冲油箱连接电子调压阀，电子调压阀连接伸缩管，电子调压阀调节伸缩管内燃油的压力，使得燃油压力传感器（300）的压力减去弹性装置（304）产生的弹性压力的差略小于伸缩管接头（302）处的大气压，这样伸缩管接头（302）在未受到负压的情况下，处于密封状态，施加很小的负压就能打开关闭状态弹性体（305）。当伸缩管接头（302）与受油口（309）对接的时候，首先压紧密封装置（308），压紧到一定程度，触碰到行程开关（307），行程开关（307）接通后，启动安装在受油机上的真空泵，产生负压，在负压的作用下关闭状态弹性体（305）转换到打开状态弹性体（306），燃油流入受油口（309）。如有较大幅度的脱离运动，负压消失，在弹性装置（304）的回弹下打开状态弹性体（306）转换到关闭状态弹性体（305），避免燃油泄漏。负压消失的同时，行程开关（307）脱离接触，发出关闭真空泵的信号，真空泵停止工作。

与插头锥套式空中加油比较，子加油机一（103）具有较好的操控性和稳定性，通过操控子加油机一机翼（104）、子加油机一水平尾翼（106）和子加油机一垂直尾翼（107）、能精确操控子加油机一（103）相对于受油机一（115）的位置。插头锥套式空中加油在气流的作用下，一般是与母加油机（100）纵轴平行的状态加油。如图2所示，复合管线一（102）在子加油机一（103）的牵引下可以与母加油机（100）纵轴成一定角度的状态加油，以便在有限的空间容纳更多的加油机和受油机。子加油机一（103）可以在一个较大的空间调整自己与受油机一（115）和母加油机（100）的相对位置，而插头锥套式空中加油和伸缩套管式空中加油能能够调整的位置很小，靠受油机飞行员凭借自己的技能调整受油机与加油装置的位置。

子加油机一（103）体积较小，远远小于受油机一（115），它产生的激波和扰流对受油机一（115）影响较小，子加油机一（103）质量较小，远远小于母加油机（100），如果子加油机一（103）发生受油机一（115）发生剐蹭，比母加油机（100）与受油机一（115）发生剐蹭的伤害小很多。子加油机一（103）没有动力装置，靠母加油机（100）牵引飞行，不会有高温尾气喷出；子加油机一（103）设置有缓冲油箱，增加子加油机一（103）加油的速度。与伸缩套管式空中加油比较，一种母子空中加油机能同时为多架受油机加油，伸缩套管式空中加油一般只为一架受油机加油；与插头锥套式空中加油比较，一种母子空中加油机的子加油机具有优良的操控性，子加油机具有优良的稳定性，能承受较大程度的扰动。

实施方式二：如图2所示，扩展母加油机水平尾翼（108）的横轴方向尺寸，还可以在水平尾翼下挂载更多的子加油机（204、207、110），同时给更多受油机（207、209、114）加油。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种母子空中加油机，其特征在于：包括母加油机、受油机和外挂在母加油机机翼下的子加油机，内置在母加油机中加油装置，包括油泵、轮鼓和复合管线；子加油机机头通过球型铰链连接复合管线；伸缩管由套在一起的刚性管构成，安装在子加油机的机腹位置，与子加油机之间通过万向节连接。

2.根据权利要求1所述的一种母子空中加油机，其特征在于：复合管线包括输油软管、控制线路、电源线、牵引索；输油软管一端连接油泵，另一端连接子加油机，进一步连接缓冲油箱；控制线路一端连接操控装置，另一端连接子加油机水平尾翼、子加油机垂直尾翼和子加油机机翼的控制机构；电源线一端连接母加油机上的电源，另一端连接子加油机水平尾翼、子加油机垂直尾翼和子加油机机翼的控制机构，给他们提供电力；牵引索一端连接母加油机机翼，另一端连接子加油机的机头。

3.根据权利要求1所述的一种母子空中加油机，其特征在于：还包括设置在伸缩管末端的负压阀。