CN109982932A - 用于将飞机洗涤及除冰的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于将飞机洗涤及除冰的系统，其包括飞机库，所述飞机库包括三个台架以确保洗涤或除冰程序的不同步骤。台架的结构实质上是以伸缩臂制造的，多个伸缩臂允许在洗涤及除冰程序期间的喷嘴群的定位上更具弹性。此类机械系统的使用容易适应于不同的飞机主体，无论这些飞机主体的大小。该系统的整体机能及定位是由可编程系统所确保的。
Description
技术领域
本发明涉及关于用于将飞机洗涤及除冰的系统及方法。更具体而言，本发明关于用于在封闭区域内将飞机洗涤及除冰的系统及方法。
背景技术
飞机的升力面(supporting surface)的表面平滑度被认为是界定飞机气动特性的主要因素的其中之一。粗糙的表面增加了空气阻力，该空气阻力可能将飞行效能恶化到可观的程度且增加了燃料消耗量。在飞行期间，飞机内建的除冰系统是足够的，但在地面区间，必须在不利的气象条件下起动之前执行除冰。
常规上，飞机的除冰及洗涤系统是人工操作的。一般是由一队操作员执行喷涂除冰液的步骤。此类除冰程序实质上依赖操作员的技能、良好的能见度及飞机的彻底检验，这可能导致飞机起飞之前的不完全的除冰程序。不正确的除冰造成了控制面上的冰形成，而使得完全损失或至少实质上损失了稳定性及飞行控制。并且，除冰流体不应被施用在非喷涂区(例如引擎、窗口或起落架)中。人工操作的喷涂行为并不保证避免此类事件。同时，除冰自动化意欲防止飞机飞行效能上的戏剧性的及/或惨重的影响。
一般而言，人工操作的除冰的总成本可被分成员工成本形式的操作成本、材料成本及其他操作成本及用于所处理的飞机的交通成本。
对于除冰程序期间的某些安全问题，一般先前技术的解决方案是保持操作员及卡车进一步远离飞机。此类解决方案造成更浪费除冰流体，这造成了较高的环境污染。
并且，专利US 4378755中所揭露的自动化除冰系统包括了开放环境中的具有静止框架的静止台架。此类系统受风影响，这需要复杂的经编程系统来放置传感器或光束以侦测风强度。
发明内容
本发明的上述的及其他的目标大致是由提供用于在封闭场地(enclosure)内及使用控制器来将飞机洗涤及除冰的一种系统及方法来实现的。
依据本发明的自动化系统意欲由将员工训练成本减少到最小限度来相较于先前的方法减少总成本。该系统意欲由将除冰时间减少到实际时间的三分之一来避免机场的交通方案(traffic program)上的延迟，且意欲避免飞行及卡车之间的碰撞，因而意欲减少交通成本。
在本发明的另一实施例中，依据本发明的自动化系统意欲增加取决于飞机的大小及形状来改变除冰及洗涤系统的定位的弹性，而保持恒定量的使用过的除冰液。
在本发明的另一实施例中，该系统包括封闭的飞机库。此类封闭的飞机库意欲增加本解决方案的安全性、避免复杂的经编程系统及消除或至少实质上减少了风的问题。
除了常见的自动化除冰系统(例如先前揭露在专利US 4,378,755中的系统)以外，本发明呈现了一种洗涤系统，所述洗涤系统意欲改良飞机的飞行效能及燃料消耗量。此类洗涤系统高效地清洁所有种类的表层堆积物，此举防止了表面腐蚀及改良了表面平滑度。
在本发明的第一实施例中，提供了一种用于将飞机洗涤及除冰的系统。所述系统包括：飞机库，具有一基部；至少一个横向框架；各个横向框架包括调适为垂直移动的至少一个自动化垂直伸长构件，各个垂直伸长构件连接到一横向构件；喷涂手段，附接到多个横向构件且被调适为在所述横向构件下方喷涂液体；控制器，配置为控制多个伸长构件的移动及配置为控制所述喷涂手段；引导手段，配置为可移除地附接到所述飞机、在所述飞机库的多个横向框架下方移动所述飞机及向所述控制器传递隔离器的位置。该系统还包括：至少一个储罐，用于储存用于洗涤及除冰的流体，所述储罐与所述喷涂手段流体连通。
在本发明的另一实施例中，所述横向构件可为自动化的，且可调适为横向延伸及塌缩，所述控制器还配置为控制所述横向构件的延伸及塌缩。该系统还包括第一横向框架、第二横向框架及第三横向框架，所述第二横向框架调适为与所述引导手段的移动平行而移动。
在本发明的进一步实施例中，多个垂直伸长构件可为伸缩臂，所述喷涂手段可实施为至少一个喷嘴或所述喷涂手段可实施为至少一个冲洗板。
在本发明的另一实施例中，所述系统还包括用于接收操作员的座舱。
在本发明的另一实施例中，所述控制器可配置为接收所述飞机的规格及针对所述飞机的多个规格控制所述系统，或所述控制器可配置为接收目前的环境条件及针对多个目前的环境条件控制该系统。
在本发明的进一步实施例中，所述飞机库的所述基部包括引导轨道，所述引导手段是调适为由多个引导轨道引导的隔离单元，或所述飞机库的所述基部可包括调适为在所述飞机下方喷涂流体的喷涂手段。
在本发明的另一实施例中，所述横向构件可包括近接传感器，多个近接传感器被配置为基于所述横向构件及所述飞机之间的距离传递讯号，或各个横向构件可包括多个区段，各个区段可枢转地连接到所述横向构件的各端且各个区段包括至少一个喷涂手段。
本发明亦提供了一种用于将飞机洗涤及除冰的方法。该方法包括以下步骤：将所述飞机附接到一引导手段；与飞机库使用所述引导手段来移动所述飞机，所述飞机库包括至少一个横向框架；在所述飞机朝向包括垂直伸长臂的第一横向框架移动时，在不触碰所述飞机的情况下在所述飞机主体或翼上方移动多个垂直伸长臂；启动用来喷涂一流体的第一喷涂手段，所述第一喷涂手段附接到横向构件，所述横向构件附接到多个伸长臂的一端；及从所述飞机拆卸所述引导手段。
在本发明的另一实施例中，该方法可还包括以下步骤：向控制器传递所述引导手段的位置；及基于从所述引导手段所接收的所述位置使用控制器控制多个垂直伸长臂的移动及所述第一喷涂手段及第二喷涂手段的启动。
在本发明的另一实施例中，该方法还包括以下步骤：向所述控制器传递所述飞机的规格及环境条件；基于多个环境条件来改变所述流体的浓度；及基于所述飞机的多个规格使用一控制器来进一步控制多个垂直伸长臂的所述移动及所述第一及第二喷涂手段的所述启动。
在本发明的进一步实施例中，所述飞机库可包括两个横向框架。该方法接着还包括以下步骤：在所述飞机朝向包括第二垂直伸长臂的第二横向框架移动时，在不触碰所述飞机的情况下在所述飞机主体或翼上方移动多个第二垂直伸长臂；及启动用来喷涂流体的第二喷涂手段，所述第二喷涂手段附接到第二横向构件，所述第二横向构件附接到多个第二伸长臂的一端。
在本发明的另一实施例中，该方法还包括以下步骤：在所述飞机朝向包括第三垂直伸长臂的第三横向框架移动时，在不触碰所述飞机的情况下在所述飞机主体或翼上方移动多个第三垂直伸长臂，所述第三横向框架是在其他横向框架之间的中心；沿着所述飞机的长度移动所述第三中心横向框架；及检验喷涂在所述飞机上的流体质量。
本发明被认为是新颖的特征被详细阐述在以上描述中。
附图说明
将参照附图由以下说明变得更轻易理解本发明的上述的及其他的目标、特征及优点，在多个附图中：
图1是依据本发明的原理的飞机库的透视外视图。
图2是图1的飞机库的透视内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤系统。
图3是图1的飞机库的正面内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤系统。
图4是图1的飞机库的正面内视图，示出依据本发明的原理的下冲洗(underflush)系统。
图5是台架的一部分的正面图，示出依据本发明的原理的伸缩臂的一部分。
图6是台架的底部的近视正面图，示出依据本发明的原理的伸缩臂的附接部分。
图7是一近视正面图，示出由依据本发明的原理的水平伸缩臂所支撑的冲洗板及喷嘴群的示例性系统。
图8是一侧视图，示出依据本发明的原理的喷嘴群的示例性系统。
图9是图1的飞机库的一般透视内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤程序的第一步骤。
图10是图1的飞机库的一般透视内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤程序的第二步骤。
图11是图1的飞机库的一般透视内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤程序的第三步骤。
图12是图1的飞机库的一般透视内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤程序的第四步骤。
图13是图1的飞机库的一般透视内视图，示出依据本发明的原理的除冰及洗涤程序的第五步骤。
具体实施方式
将在下文中描述用于将飞机洗涤及除冰的新颖系统及方法。虽然是以特定说明性实施例的形式描述本发明，要了解的是，本文中所述的实施例仅是实例，且本发明的范围不要被多个实施例所限制。
用于洗涤及除冰的系统200一般包括两个操作模式，第一个模式是洗涤飞机，而第二个模式是将飞机除冰。确实，洗涤及除冰程序是用在非互补的条件中，因为除冰是用在冷的温度下，而洗涤是用在温暖的条件下。
图1为飞机库100的可能的但不是限制性的外部结构，该飞机库提供了免遭不利于飞机的洗涤及/或除冰的气象条件的充分保护。在一较佳实施例中，飞机库100包括了风帘或门以将洗涤及/或除冰程序保持在封闭的环境内。可以理解，在其他实施例中，可将适于接收飞机的任何其他形状用于飞机库100。并且，可使用抵挡气象环境的任何材料来建造飞机库100，例如但不限于防水布、木材、水泥、金属或任何其他合适的材料。
现在参照图2到图4，为用于将飞机洗涤及除冰的系统200的较佳实施例。除冰及洗涤系统200包括三个横向框架构件或台架20、30及40。在一较佳实施例中，第二横向框架构件可沿着飞机50的长度移动。可以理解，是示出包括三个台架20、30及40的系统200来举例说明本发明。本领域中的技术人员应了解的是，其他实施例可使用仅一个框架构件、两个框架构件或多于3个框架构件。
各个框架构件一般包括由两个轨道10所支撑的上部21、31及41。在某些实施例中，飞机库100的基部75包括被调适为收集使用过的流体的纵向排水沟90。所述水沟90可连接到一个或更多个贮槽或储罐85以储存使用过的流体。如图2及图4中所示，基部75可进一步包括用来洗涤飞机50的下冲洗系统80。基部一般是由混凝土或支撑飞机重量的任何材料制造。
现在参照图3，各个框架包括一个或更多个伸缩臂32，多个伸缩臂被调适为将横向构件34垂直移动得更靠近飞机50。可将交叉结构构件33添加在二个或更多个伸缩臂32之间以补强组件，以增加移动时系统的稳定性。垂直伸缩臂32向下附接到框架31。横向构件34附接到二个或更多个伸缩臂32以便被维持在飞机50附近。横向移动构件34一般被实施为移动伸缩臂34。横向移动构件34一般使用任何附接手段35(例如如图3及图6上所示的机械支架35)附接到伸缩臂32。
仍参照图3，在具有三个框架20、30及40的实施例中，中心框架或台架30可被调适为在两个外框架20及40中间移动。在其他实施例中，框架20、30及40之一可被调适为支撑被调适为接收操作员的座舱38。操作员一般在场控制除冰及洗涤程序且在有问题时停止除冰及洗涤程序。可以理解，在其他实施例中，可由摄影机及用于控制及/或停止除冰及洗涤程序的远程系统替换操作员。
各个横向构件34可包括不同的区段39。此类区段39可被调适为独立旋转以允许旋转臂的不同区段以适应不同的飞机体，无论这些飞机体的大小。可以理解，可使用本领域中已知用来旋转不同区段39的任何手段。
现在参照图7，冲洗板22包括一个或更多个流体喷涂手段(例如喷嘴群37)及用来旋转喷嘴群及冲洗板的引擎36。一般而言，喷涂手段被附接到各个横向构件34以在横向构件34下方朝飞机50喷涂液体。在一较佳实施例中，喷嘴群37及引擎36被调适为以任何方向旋转及在飞机50在横向构件或臂34下方移动时向后及向前快速扫掠飞机表面。使用本领域中已知的任何手段(例如耦接到齿轮的致动器、液压系统或电动马达)来延伸或塌缩伸缩臂32及伸缩横向构件34。
在其他实施例中，被实施为伸缩臂的横向构件34还包括一个或更多个区段39，各个区域39可枢转地连接在横向构件34的各端处。枢转区段39包括被调适为喷涂飞机50的主体的喷涂手段36或37。使用任何致动器(例如活塞或电动马达)来启动枢转区段39以移动伸缩臂。
在某些实施例中，除冰系统连接到控制器(例如用来启用逻辑控制器的可编程系统)。控制器可被编程为控制各个喷嘴37或各个喷嘴群组的个别压力，以基于距要处理的区域的距离精确控制洗涤程序。
控制系统也可被配置为同步喷嘴群37及伸缩臂34及32的移动。在此类实施例中，伸缩臂34及32及喷嘴37必须连接到控制器。
在一较佳实施例中，控制系统被预编程为沿着引导轨道70将框架20、30及40的伸缩臂32及34的移动与引导手段60的位置同步。启用同步化行为的程序考虑了预定的参数。预定参数可为飞机的尺度、翼长及飞机形状、外面/里面环境的及大气的条件或任何其他相关参数。
控制器可被实施为本领域中已知的任何计算机化设备、任何可编程控制器或任何类型的计算机系统。
在一较佳实施例中，一个或更多个框架20、30及40包括一个或更多个传感器或电机传感器，例如但不限于近接传感器。传感器可例如被配置为在飞机50的一部分是在传感器的预定距离内时发送讯号。在接收此类讯号之后，控制器要求重新定位横向构件34或伸缩臂32以避免触碰飞机。
参照回图2，飞机50被示为在飞机库100里面。在一较佳实施例中，是使用隔离单元60沿着道路来引导飞机。此类隔离单元被配置为与控制器通讯以在除冰/洗涤程序期间控制飞机50的移动。隔离单元60在被固定到飞机库100的基部75的两个引导轨道70之间往来。隔离单元60意欲实质上将飞机维持在预定路径内及连续地将飞机50的位置传递到控制器。可使用任何近接传感器或用来识别隔离单元60的位置的任何其他方法(例如准确的GPS单元或任何其他位置测量系统)来判定隔离单元60的位置。在一较佳实施例中，应使用具有缆线的机械系统来判定隔离单元的位置。
在一较佳实施例中，储存在储罐85中的流体被重新循环到共享的歧管。歧管被配置为由添加乙二醇或经加热的水针对天气条件调整使用过的流体的浓度。歧管可与控制器通讯且被调适为基于从控制器所接收的讯号来调整流体浓度。控制器可基于人工地或透过传感器提供到控制器的环境条件来产生讯号。可使用任何传感器(例如电子温度计、气压计、风速传感器等等)将环境条件提供到控制器。
现在参照图9到13，示出了用于将飞机洗涤及/或除冰的方法。该方法一般包括将飞机附接到隔离单元60及将飞机50规格及/或位置传递到洗涤及/或除冰系统的步骤。在另一实施例中，可在识别飞机的类型及模型之后或在接收飞机50的类型及模型之后从包括大部分或所有飞机的规格的数据库或数据储存器提取飞机的规格。
该方法还包括以下步骤：依据飞机50的规格将至少第一垂直伸缩臂32移动到一定高度下，以限制喷涂手段及飞机50主体之间的距离。在飞机50朝向第一框架20移动时，启动横向构件34的喷涂手段36及/或37。一般在基部75处提供飞机50的下冲洗的喷涂手段80一般仅在洗涤程序期间开启(参照图9及10)。在飞机50朝向包括第二组喷涂手段的第三框架30移动时，在洗涤程序期间启动该第二组喷涂手段(参照图11，为了明确起见而未示出喷涂手段的启动)。
在系统被用作除冰系统时，在具有至少三个框架的实施例中，在飞机50朝向第二框架30移动时，一般而言较佳地是由操作员使用可移动式框架30来沿着飞机的长度在整架飞机上方移动以执行质量检查。在其他实施例中，可使用传感器或用于控制表面质量的任何手段而不是操作员。在飞机接近第三框架40时，启动横向构件34的喷涂手段36及/或37以施用最后处理，该最后处理在系统是用作洗涤系统时是抛光处理或在系统被用作除冰系统时是防冰处理。在飞机50移动远离第一框架20、第二框架20或第三框架40中的任何者时，分别停止或停用第一、第二及/或第三组的喷涂手段。
本实施例被示为具有包括3个框架20、30及40的飞机库100。可以理解，在不脱离本发明的原理的情况下，飞机库100可被调适为使用一个或两个框架或多于3个框架。
在有操作员的实施例中，对于洗涤及除冰两者而言，一旦飞机接近飞机库100(如图9上所示)，操作员一般使用无线电或任何其他通讯手段来与飞机建立通讯。在通讯期间，界定了程序的条件，且控制系统被配置成飞机的规格。飞机50附接到隔离器60。
在其他实施例中，可使用网络(例如LAN网络、无线通信等等)上的任何类型的通讯协议来自动化控制器及飞机之间的通讯。
在洗涤及/或除冰的一般程序中，飞机首次从框架20一路移动到框架40以被首次洗涤及清洗，接着进行第二次以除冰。可以理解，在不脱离本发明的情况下，可将其他步骤安插在目前的步骤中间。
一旦在飞机库100里面(如图10上所示)，在两个引导轨道之间往来的隔离器60使用任何类型的通讯手段(例如无线通信或有线通讯)来将飞机的位置传递到控制系统。控制系统被配置为在洗涤程序或除冰程序期间控制框架20上的喷嘴群37的移动及功能。一般而言，下冲洗系统80被启动来在飞机50移动到第一框架20附近的同时将泡沫施用在飞机50的下侧。
现在参照图11，飞机50被示为被洗涤了。在洗涤程序期间且在飞机50朝向第二框架30移动时，启动框架30下方的下冲洗系统80以移除飞机的上侧及下侧两者上的洗涤泡沫。使用喷涂手段以热水完全冲洗飞机。一般而言，在除冰程序期间，在飞机50在第二框架30下方移动时，由操作员使用行动台架30来执行人工质量检查。
现在参照图12且在洗涤程序期间，一旦飞机到达第三框架40，则将另一流体(例如但不限于抛光液)施用于飞机50。然而，在除冰程序期间，是将防冰液(一般是100％的乙二醇)施用于飞机。
如图13上所示，一旦洗涤程序或除冰程序完成，则隔离器60在断接之前约90度地拉动飞机。
虽然已在上文中详细描述本发明的说明性及目前较佳的实施例，要了解的是，可以各种不同方式实施及采用发明概念，且除非是受到先前技术的限制，随附的权利要求要被视为包括此类变化。
Claims (17)
1.一种用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述系统包括：
飞机库，具有包括引导机构的基部；
至少一个横向框架；各个横向框架包括被调适为垂直移动的至少一个自动化的垂直伸长构件，各个垂直伸长构件连接到一横向构件；
喷涂手段，附接到多个横向构件且被调适为在所述横向构件下方喷涂液体；
控制器，被配置为控制多个伸长的构件的移动且被配置为控制所述喷涂手段；
引导手段，被配置为：
受所述引导机构引导；
可移除地附接到所述飞机；
在所述飞机库的多个横向框架下方移动所述飞机；且
向所述控制器传递所述引导手段的位置；
至少一个储罐，用于储存用于洗涤及除冰的流体，所述储罐与所述喷涂手段流体连通。
2.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述横向构件是自动化的且被调适为横向延伸及塌缩，所述控制器配置为控制所述横向构件的延伸及塌缩。
3.如权利要求2所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述用于将飞机洗涤及除冰的系统还包括第一横向框架、第二横向框架及第三横向框架，所述第二横向框架调适为与所述引导手段的移动平行而移动。
4.如权利要求1到3中的任一项所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，多个所述垂直伸长构件是伸缩臂。
5.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述喷涂手段是至少一个喷嘴。
6.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述喷涂手段是至少一个冲洗板。
7.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述用于将飞机洗涤及除冰的系统还包括用于接收操作员的座舱。
8.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述控制器配置为接收所述飞机的规格及针对所述飞机的多个规格控制所述用于将飞机洗涤及除冰的系统。
9.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述控制器配置为接收目前的环境条件及针对多个目前的环境条件控制所述用于将飞机洗涤及除冰的系统。
10.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述引导机构为引导轨道，所述引导手段调适为由多个引导轨道引导的隔离单元。
11.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，所述飞机库的所述基部包括其调适为在所述飞机下方喷涂流体的喷涂手段。
12.如权利要求1所述的用于将飞机洗涤及除冰的系统，其特征在于，各个横向构件包括多个区段，至少一个区段可枢转地连接到所述横向构件的各端，且各区段包括至少一个所述喷涂手段。
13.一种用于将飞机洗涤及除冰的方法，其特征在于，所述用于将飞机洗涤及除冰的方法包括以下步骤：
将飞机附接到引导手段；
与飞机库使用所述引导手段来移动所述飞机，所述飞机库包括至少一个横向框架；
在所述飞机朝向包括垂直伸长臂的第一横向框架移动时，在不触碰所述飞机的情况下在所述飞机主体或翼上方移动多个垂直伸长臂；
启动用来喷涂流体的第一喷涂手段，所述第一喷涂手段附接到横向构件，横向构件附接到多个伸长臂的一端；及
从所述飞机拆卸引导手段。
14.如权利要求13所述的用于将飞机洗涤及除冰的方法，其特征在于，所述用于将飞机洗涤及除冰的方法还包括以下步骤：
向控制器传递所述引导手段的位置；及
基于从所述引导手段所接收的所述位置使用控制器控制多个垂直伸长臂的移动及所述第一喷涂手段及第二喷涂手段的启动。
15.如权利要求13或14所述的用于将飞机洗涤及除冰的方法，其特征在于，所述用于将飞机洗涤及除冰的方法还包括以下步骤：
向所述控制器传递所述飞机的规格及环境条件；
基于多个环境条件来改变所述流体的浓度；及
基于所述飞机的多个规格使用控制器来进一步控制多个垂直伸长臂的所述移动及所述第一喷涂手段及第二喷涂手段的所述启动。
16.如权利要求13所述的用于将飞机洗涤及除冰的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
在所述用于将飞机洗涤及除冰的飞机朝向包括第二垂直伸长臂的第二横向框架移动时，在不触碰所述飞机的情况下在所述飞机主体或翼上方移动多个第二垂直伸长臂；及
启动用来喷涂流体的第二喷涂手段，所述第二喷涂手段附接到第二横向构件，所述第二横向构件附接到多个第二伸长臂的一端。
17.如权利要求16所述的用于将飞机洗涤及除冰的方法，其特征在于，所述用于将飞机洗涤及除冰的方法还包括以下步骤：
在所述飞机朝向包括第三垂直伸长臂的第三横向框架移动时，在不触碰所述飞机的情况下在所述飞机主体或翼上方移动多个第三垂直伸长臂，所述第三横向框架是在其他横向框架之间的中心；
启动用来喷涂流体的第三喷涂手段，所述第三喷涂手段附接到第三横向构件，所述第三横向构件附接到多个第三伸长臂的一端；
沿着所述飞机的长度移动所述第三中心横向框架；及
检验喷涂在所述飞机上的流体质量。
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