JP2021511242A - 流量ブースターを備えた航空機燃料補給システムおよびその使用方法 - Google Patents

Abstract

航空機に流入する燃料の流れを最適化するための流量ブースター。流量ブースターは、燃料回路に流体的に連結された燃料取り入れ口を含み、ハウジングおよびピストンを含む。ピストンは、ハウジング内でスライド可能に移動可能なピストンヘッドを有し、燃料を受け取るための可変燃料入口を画定する。燃料はピストンに燃料力を加える。取り入れチューナーは、燃料取り入れ口に動作可能に接続されており、燃料力に対してピストンに加えられる調整力を有する。トリガーは取り入れチューナーに連結されて、取り入れチューナーによって加えられる調整力を変化させる。流量調整器はセンサーに連結され、燃料測定値を受信する。流量調整器は、トリガーに動作可能に接続され、燃料測定値に応答してトリガーを作動させ、それにより、航空機への燃料の流れが、燃料補給中に連続的に調整可能である。【選択図】図１

Description

本開示は、一般に航空機に関する。より具体的には、本開示は、航空機に燃料供給する（および／または燃料補給する）ための技術に関する。

燃料補給機、給水栓ディスペンサー、および他の燃料ユニットおよび／またはシステムなどの様々な燃料供給装置は、飛行中に航空機に燃料を移送して航空機に動力を供給するために使用される。これらの燃料供給装置は、燃料を含む貯蔵容器（例えば貯蔵タンク）を含む、または貯蔵容器に接続可能である。これらの貯蔵容器は、航空機の燃料供給に必要になるまで燃料を収容するために、地面の上または下に位置付けられてもよい。これらの貯蔵容器は、固定貯蔵タンク、または停泊中にキャリアによって航空機に輸送される携帯容器であってもよい。一部の貯蔵容器は、飛行中に別の航空機に燃料供給するために空中燃料航空機によって空輸されてもよい。燃料供給装置の例は、米国特許／出願第８７２０４９９号、同第５６６０７９８号、同第３６４８７２０号、同第２００９／０３１５７２９号、同第２０１２／００４３４２５号に提供されており、それらの全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

燃料供給中、燃料はホースおよび他の導管を使用して貯蔵タンクから航空機に送られる。ホースは、一端で貯蔵タンクに接続され、他端で航空機に取り付けられてもよい。ホースは、航空機の燃料タンクに燃料を送るために航空機の燃料レセプタクルに挿入可能なノズルを有してもよい。ホースは燃料装置によって貯蔵タンクに接続されてもよい。そのような燃料装置の例は、米国特許／出願第２０１１／０２３２８０１号、同第８７２０４９９号、同第８５１１３５１号、同第６３６０７３０号、同第３５９１０５０号、および同第４４５２２０７号に提供されており、それらの全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

航空機の燃料供給技術の進歩にもかかわらず、より安全で、かつ、より効率的な航空機の燃料供給作業の必要性が残っている。

上記の特徴および利点が詳細に理解されるように、添付の図面に例証される上記の特徴および利点の実施形態の参照により、上記で簡単に要約された、より具体的な説明が得られる。しかしながら、例証された例はその範囲を限定するものと見做されるべきではないことに留意されたい。図は必ずしも縮尺どおりではなく、図の特定の特徴および特定の図面は、明瞭さと簡潔さのために、縮尺または概略で誇張して示され得る。

流量ブースターと燃料回路を有する様々な燃料補給ユニットとを備える燃料補給システムを含む航空機燃料サイトの概略図である。 給水栓式燃料補給ユニットのための燃料補給システムの流量ブースターおよび燃料回路の特徴を示す概略図である。 例示の燃料回路の取り入れ口を示す概略図である。 例示の燃料回路の取り入れ口を示す概略図である。 それぞれ、給水栓ディスペンサーに流量ブースターを備えた燃料補給システムおよび燃料補給機構成の概略図である。 それぞれ、給水栓ディスペンサーに流量ブースターを備えた燃料補給システムおよび燃料補給機構成の概略図である。 模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）を測定するためのベンチュリ計の較正を示すグラフである。 異なる流体圧力での閉止試験を示すグラフである。 異なる流体圧力での閉止試験を示すグラフである。 異なる流体圧力での閉止試験を示すグラフである。 異なるノズルを使用する閉鎖試験を示すグラフである。 異なるノズルを使用する閉鎖試験を示すグラフである。 異なるノズルを使用する閉鎖試験を示すグラフである。 流量ブーストを使用せず、異なるノズルを使用する閉鎖試験に関する流量に対する実際のノズル圧力（ＰＮＡ）、ＰＮＳ、およびＰＮＡ／ＰＮＳ両方をそれぞれ示すグラフである。 流量ブーストを使用せず、異なるノズルを使用する閉鎖試験に関する流量に対する実際のノズル圧力（ＰＮＡ）、ＰＮＳ、およびＰＮＡ／ＰＮＳ両方をそれぞれ示すグラフである。 流量ブーストを使用せず、異なるノズルを使用する閉鎖試験に関する流量に対する実際のノズル圧力（ＰＮＡ）、ＰＮＳ、およびＰＮＡ／ＰＮＳ両方をそれぞれ示すグラフである。 流量ブースターによる２つの流量ブーストを使用する閉鎖試験を示すグラフである。 図７Ａおよび図８Ａの閉鎖試験を比較するグラフである。 流量ブースターによる単一の流量ブーストを使用する別の閉鎖試験を示すグラフである。 図７Ｂおよび図９Ａの閉鎖試験を比較するグラフである。 図７Ａ、図８Ａ、および図９Ａの閉鎖試験を比較するグラフである。 調整された流量ブーストを使用する別の閉鎖試験を示すグラフである。 図７Ａ、図８Ａ、および図１０Ａの閉鎖試験を比較するグラフである。 航空機への燃料の流れを最適化する方法を示すフローチャートである。

概要
少なくとも１つの態様では、本開示は、燃料補給ユニットを介して航空機に流入する燃料の流れを最適化するための流量ブースターに関する。燃料補給ユニットは燃料回路を備える。流量ブースターは、燃料取り入れ口と、取り入れチューナーと、トリガーと、流量調整器と、を備える。燃料取り入れ口は、燃料回路に流体的に連結され、ハウジングとピストンとを備える。ピストンは、ハウジング内をスライド可能に移動可能なピストンヘッドを備え、ピストンヘッドを通して燃料を燃料回路内に受け取る可変燃料入口を画定する。燃料はピストンに加えられる燃料力を有する。取り入れチューナーは、燃料取り入れ口に動作可能に接続され、燃料力に対してピストンに加えられる調整力を有する。トリガーは、取り入れチューナーに連結され、取り入れチューナーによって加えられる調整力を選択的に変化させる。流量調整器は、燃料補給ユニットの周りに位置付けられたセンサーに連結されてセンサーから燃料測定値を受信し、トリガーに動作可能に接続されて燃料測定値に応答してトリガーを選択的に作動させ、それにより航空機内への燃料の流れが燃料補給中に連続的に調整可能である。

ピストンは、調整力が燃料力を超える場合、燃料入口の完全閉位置に向けて付勢され、燃料力が調整力を超える場合、燃料入口の完全開位置に向けて付勢される。燃料力は、燃料入口、燃料回路、および／または航空機における燃料の燃料圧力によって規定される。取り入れチューナーは、加圧流体とともに加圧流体源を備える。燃料力は、ピストンの燃料側に加えられる燃料の燃料圧力を含み、調整力は、ピストンの流体側に加えられる加圧流体の流体圧力を含む。ピストンはさらに、ピストンロッドによってピストンヘッドに接続され、ピストンヘッドとともに移動可能なピストンテールを備える。ピストンテールは両側に燃料側と流体側を有し、ハウジング内のピストン室をピストンテールの燃料側の燃料室とピストンテールの流体側の流体室と、に分離する。燃料室は燃料と流体連通しており、流体室は加圧流体と流体連通している。

取り入れチューナーは、ピストンに動作可能に接続されたモーターを備え、調整力は、モーターの駆動力によって規定される。トリガーは、ドライバー、ソレノイド、および／または弁を備える。

別の態様では、本開示は、航空機に流入する燃料の流れを最適化するための燃料補給システムに関する。燃料補給システムは、燃料源と、燃料源および航空機と選択的に流体連通している燃料回路を含む燃料補給ユニットと、流量ブースターと、を備える。流量ブースターは、燃料取り入れ口と、取り入れチューナーと、トリガーと、流量調整器と、を備える。燃料取り入れ口は、燃料回路に流体的に連結されており、ハウジングとピストンと、を備える。ピストンは、ハウジング内をスライド可能に移動可能なピストンヘッドを備え、ピストンヘッドを通して燃料を燃料回路内に受け取る可変燃料入口を画定する。燃料はピストンに加えられる燃料力を有する。取り入れチューナーは、燃料取り入れ口に動作可能に接続されており、燃料力に対してピストンに加えられる調整力を有する。トリガーは、取り入れチューナーに連結されて、取り入れチューナーによって加えられる調整力を選択的に変化させる。流量調整器は、燃料補給ユニットの周りに位置付けられたセンサーに連結されてセンサーから燃料測定値を受信し、トリガーに動作可能に接続されて、燃料測定値に応答してトリガーを選択的に作動させ、それにより航空機内への燃料の流れが燃料補給中に連続的に調整可能である。

センサーは、流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）センサー、燃料圧力（Ｐｆｕｅｌ）センサー、取り入れ圧力（Ｐｉｎｔａｋｅ）センサー、燃料流量（Ｑｆｕｅｌ）センサー、模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）センサー、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）センサー、および航空機の背圧（Ｐｐｌａｎｅ）センサーを含む。燃料補給ユニットは、給水栓ディスペンサーまたは燃料補給機を備える。

最後に、別の態様では、本開示は、航空機内への燃料の流れを最適化する方法に関する。この方法は、燃料を、燃料取り入れ口を通して燃料回路内に、そして燃料回路から航空機内に送ることと、ピストンを燃料入口にスライド可能に位置付け、燃料の燃料力をピストンに加えることによって燃料取り入れ口の燃料入口の寸法を規定することと、送る間に燃料の燃料パラメータを測定することと、送る間、かつ測定に基づいて、燃料取り入れ口の燃料入口の寸法が変えられるように燃料力に対して調整力を選択的に加えることによって航空機内への燃料の流れを選択的にブーストすることと、を含む。

選択的にブーストすることは、送る間に燃料の圧力を最大圧力未満に維持すること、および／または燃料力を超えるように調整力を選択的に増加させることを含む。

以下の説明は、本主題の技術を具現化する例示の装置、方法、技術、および／または命令シーケンスを含む。しかしながら、説明される実施形態は、これらの具体的な詳細を使用せずに実践されてもよいことが理解される。

本開示は、燃料補給中に流量ブースターを使用して燃料の流れを調節することによって航空機内への燃料の流れを最適化するための燃料補給システムおよび方法に関する。燃料が貯蔵施設から燃料回路を通過して航空機に到達すると、流量ブースターは、加圧流体（例えば、空気、燃料、油圧作動油など）などの取り入れチューナー、および／またはモーターを使用して流量を選択的に調節し、燃料回路の燃料取り入れ口（例えば、入口継手、圧力制御弁など）を通る流れを変化させる。取り入れチューナーは、燃料取り入れ口の入口に力を加え、それにより、入口の寸法（例えば、直径、面積など）および燃料回路を通過して航空機に到達し得る燃料の量を変化させる。取り入れチューナーは、燃料供給中に、燃料に接触することなく、および／または航空機から離れた場所で圧力を加えてもよい。

流量ブースターは、燃料補給ユニット（例えば、燃料補給機、給水栓システム、燃料システムなど）、燃料取り入れ口（例えば、入口継手、圧力制御弁など）、燃料回路（例えば、フローライン、タンク、計器など）、および／またはノズルを備えたホース（例えば、様々な種類、寸法のものなど）などの様々な燃料回路および／または燃料機器とともに使用されてもよい。航空機に流れる燃料の流体パラメータ（例えば、流量、圧力、温度など）が監視されて、取り入れチューナーを選択的に調節し、それによって燃料の流れを調節するために使用されてもよい。そのような調整は、例えば、安全パラメータ（例えば、最大流体圧力および／または他の規制）内に燃料の流れを維持するため、および／または動作効率（例えば、燃料供給時間および／または他の動作制限）を増加させるために使用されてもよい。流量ブースターは、燃料の流れを経時的に調節して、燃料供給動作中に、および／またはリアルタイムで燃料の流れを連続的に調整してもよい。本明細書で提供される実験は、燃料補給中に流れをブーストすることが、燃料補給中の燃料の流れの効率と安全性を高め得ることを示す。

流量ブースターは、安全性を向上すること、最大燃料圧力を維持すること、燃料供給時間を減少させること、燃料移送速度を最適化すること、燃料流量を調整すること、過度のブリードを減少させること、圧力サージを減少させること、燃料流量を増加させること、高い背圧での流量を増加させること、様々な背圧で流れを管理すること、燃料機器を較正すること、効率を向上させること、コストを減少させること、様々な機器（例えば、様々なノズル）で操作すること、監視された燃料流量パラメータに迅速に応答すること、連続的な監視機能、燃料機器への影響（例えば、衝撃、応力、摩耗など）を減少させること、エネルギー消費を減少させること、燃料供給動作のデータを取得すること、上流制御を提供すること、監視された燃料供給パラメータに基づいて制御すること、必要に応じて燃料供給のボトルネックを除去することのうち、１つ以上を達成するという目的を有し得る。

航空機の燃料補給
図１は、航空機１０２に燃料補給するために使用される例示の航空機燃料サイト（またはステーション）１００を示す。燃料サイト１００は、例えば、地上の空港、飛行場、および／またはターミナルであってもよく、ここで、１つ以上の航空機１０２は、飛行機から降りること、燃料供給（または燃料補給）、積載などのために地上で停止されてもよい。別の例では、燃料サイト１００は、機内で燃料補給するための空中位置であってもよい。

燃料サイト１００は、１つ以上の燃料供給ユニット１０４ａ〜ｄと、燃料タンク１０６と、流量ブースター１０７とを含む燃料補給システム１０１を含んでもよい。この例によって示されるように、燃料供給ユニットは、給水栓ディスペンサー１０４ａ、燃料補給機１０４ｂ、固定ディスペンサー１０４ｃ、および／または空中ディスペンサー１０４ｄであってもよい。燃料供給ユニット１０４ａ〜ｄは、航空機１０２に燃料を送るために航空機１０２の周りに位置付け可能であってもよい。

燃料供給ユニット１０４ａ〜ｄはそれぞれ、１つ以上の燃料タンク１０６と燃料回路１０８とを含む。この例によって示されるように、燃料タンク１０６は、燃料補給ユニット１０４ａ〜ｄとは別個であってもよく、または一体であってもよい。燃料タンク１０６ａ〜ｄは、航空機１０２内で使用するために航空機１０２を通過し得る、燃料、添加剤、および／または他の流体（まとめて「燃料」と呼ぶ）などの様々な流体を収容するための容器であってもよい。燃料供給ユニット１０４ａ〜ｄおよび／または燃料タンク１０６は、移動式、固定式、空中式、地上式、地下式、および／またはそれらの組み合わせなどの様々な構成を有してもよい。

燃料回路１０８は、燃料タンク１０６ａ、ｂから航空機１０２に燃料を送るための燃料供給ユニット１０４ａ〜ｄによって運ばれてもよい。燃料回路１０８は、取り入れ口１１０およびホース１１２などの様々な燃料機器を含んでもよく、またはこれらに連結されてもよい。取り入れ口１１０は、燃料回路１０８の入口の周りに位置付けられて、様々な燃料タンク１０６から燃料を受け取ってもよい。

ホース１１２は、航空機１０２に燃料を送るために燃料回路１０８を航空機１０２に流体接続してもよい。ホース１１２は、流体を燃料回路１０８から航空機１０２内に選択的に放出するために航空機１０２に接続可能なノズル１１１を有してもよい。燃料回路１０８は、本明細書でさらに説明されるように、燃料を取り入れ口１１０からホース１１２に送るための様々な流れ制御装置を有してもよい。

流量ブースター１０７は、燃料サイト１００の周りに概略的に示される。流量ブースター１０７の一部または全部は、地上にあってもよく、地下にあってもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。この例では、流量ブースター１０７は地上の位置にあると想定されており、燃料サイト１００の周りのどこにあってもよい。流量ブースター１０７の部分は、異なる場所にあってもよく、および／または様々な燃料補給ユニット１０４ａ〜ｄなどの他の機器に含まれてもよい。

流量ブースター１０７は、燃料補給中に取り入れ口１１０および／または燃料回路１０８を通る燃料の流れを調節するために、取り入れ口１１０および／または燃料回路１０８に連結される。流量ブースター１０７は、取り入れチューナー１１５と、トリガー１１６と、流量調整器１１８とを含む。取り入れチューナー１１５は、取り入れカプラー１１０に連結され、トリガー１１６は、取り入れチューナー１１５と流量調整器１１８との間に連結される。流量調整器１１８は、航空機１０２、燃料回路１０８、取り入れチューナー１１５、および／またはトリガー１１６に連結されて、それらの動作を監視する、および／または制御する。本明細書でさらに説明されるように、取り入れチューナー１１５は、力（例えば、流体圧力の力または駆動力）を取り入れ口１１０に加えるために取り入れ口１１０に連結されてもよく、トリガー１１６は、取り入れチューナー１１５の力を変化させるために使用されてもよく、流量調整器は、燃料の燃料圧力などの測定されたパラメータに応答してトリガー１１６を作動させるために使用されてもよい。

図１は、燃料サイト１００、燃料補給ユニット１０４ａ〜ｄ、流量ブースター１０７、および／または航空機１０２に燃料補給するための関連機器の特定の例を示すが、他の変形も可能である。例えば、図示された１つ以上の構成要素の様々な組み合わせが使用されてもよい。

流量ブースター
図２Ａは、給水栓ディスペンサー１０４ａおよび流量ブースター１０７をより詳細に示す概略図である。この図は、流量ブースター１０７を備えた燃料補給システム１０１の動作を示す。これらの図に示されるように、給水栓ディスペンサー１０４ａは、地下フローラインによって地上燃料タンク１０６に連結され、ホース１１２によって航空機１０２に連結された移動車両（例えば、トラックなど）である。給水栓ディスペンサー１０４ａは、取り入れ口１１０を備えた燃料回路１０８を含む。

この図に示すように、燃料取り入れ口１１０は、燃料入口が貫通するハウジングを有する。燃料入口は、燃料タンク１０６に流体的に接続されて、燃料タンク１０６を通して燃料を受け取る。ハウジングは、流体入口の可変形状（例えば、入口の直径、面積など）Δφを規定する可動壁２１９（例えば、ピストン、ドアなど）を有する。可動壁２１９は、流量ブースター１０７によって移動されて、燃料入口の形状を変化させ、それにより、燃料回路１０８を通過して航空機１０２内への燃料の流れを変えてもよい。

燃料回路における燃料の圧力（例えば、模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）など）および／またはノズルにおける燃料の圧力（例えば、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）など）が、可動壁２１９に加えられてもよい。この燃料圧力は、可動壁２１９の燃料側に燃料力を加える。流量ブースター１０７は、燃料力に対して反対の調整力を提供するために使用されてもよい。

流量ブースター１０７の取り入れチューナー１１５、トリガー１１６、および流量調整器１１８は、可動壁に加えられる調整力を変化させるために使用されてもよい。取り入れチューナー１１５は、加圧流体を含む流体源などの様々な構成を有してもよい。加圧流体は、可動壁２１９に対する調整力として作用する流体圧力を有する。

トリガー１１６は、流体圧力源１１５から可動壁２１９に放出される流体圧力を変化させ、それによって調整力を変化させるために使用される弁であってもよい。例えば、トリガー１１６は、可動壁２１９に加えられる加圧流体（Ｐｆｌｕｉｄ）の圧力を調節するために、流量調整器１１８によって電気的に操作されるソレノイドであってもよい。トリガー１１６は、選択的に作動されて、位置間を移動し、および／または流量調整器１１８によって様々なレベルに調整してもよい。流量調整器１１８は、トリガー１１６の選択的な作動のためにトリガー１１６に電気的に連結されてもよい。

ブースター１０７が燃料回路１０８における（例えば、ＰＮＳおよび／またはＰＮＡからの）圧力の力に対して調整力を変化させると、可変開口部Δφが変化し（例えば、直径を増加させ／減少させ）、それによって燃料（Ｑｆｕｅｌ）の流れを航空機１０２内に変える。例えば、調整力が燃料力を超えると、可動壁は、入口直径Δφが減少した閉（またはより閉）位置に付勢されて、それにより、流れ回路内への燃料の流れを減少させてもよい。別の例では、調整力が燃料力以下である場合、可動壁は、入口直径Δφが増加した開（またはより開）位置に解放されて、それによって流れ回路内への燃料の流れを増加させてもよい。

流量調整器１１８は、航空機１０２、燃料回路１０８、および／または取り入れチューナー１１５に連結されて、それらの動作を監視してもよく、および／または制御してもよい。トリガー１１６は、流量調整器１１８によって制御されて、流体源１１５から可動壁２１９に加圧流体を選択的に放出してもよい。トリガー１１６を使用して、流量調整器１１８は、取り入れ口１１０を選択的に調節して、燃料回路１０８および／または航空機１０２内への燃料の流れを選択的に変化させてもよい。

流量調整器１１８は、データベース（メモリ）２２８と、プロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）など）２３０と、コントローラ２３１と、電源２３２と、通信機２３３と、入力／出力装置２３４と、を含んでもよい。データベース２２８は、センサーＳ１〜Ｓ７および／もしくは燃料サイト１００上または燃料サイト１００外のその他のソースなどの様々なソースからデータを受信し、および記憶してもよい。例えば、調整器１１８は、流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）を測定するためのセンサーＳ１、燃料圧力（Ｐｆｕｅｌ）を測定するためのセンサーＳ２、取り入れ圧力（Ｐｉｎｔａｋｅ）を測定するためのセンサーＳ３、燃料回路１０８を通過する燃料の流量（Ｑｆｕｅｌ）を測定するためのセンサーＳ４、模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）を測定するためのセンサーＳ５、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）を測定するためのセンサーＳ６、航空機における圧力（背圧−Ｐｐｌａｎｅ）を測定するためのセンサーＳ７などの燃料補給システム１０１の周りのセンサーに連結されてもよい。ＰＮＳセンサーＳ５は、例えば、ベンチュリセンサーであってもよく、流量センサーＳ４は流量計であってもよい。流量、温度、構成など、他のパラメータがセンサーによって測定されてもよい。

プロセッサ２３０は、受信したデータを処理（例えば、結合、解釈、分析、計算など）してもよい。コントローラ２３１は、トリガー１１６、取り入れチューナー１１５、および／または燃料補給システム１０１の他の部分に作用するようにプロセッサによって作動されてもよい。電源２３２は、流量ブースター１０７に電力を供給してもよい。

コミュニケータ２３３は、点線で示されるように、調整器１１８と燃料補給システム１０１の様々な構成要素との間で有線または無線接続によって電力および／またはデータ信号を送ってもよい。入力／出力装置２３４は、データを入力するため、および／または出力を生成するために使用されてもよい。入力／出力装置２３４は、本明細書でさらに説明するように、受信したデータに基づいて、ユーザ入力が補足、変更、生成、および／または別の方法で作用することを可能にするために使用されてもよい。レポート、アラーム、ディスプレイなど、様々な出力が生成されてもよい。センサーＳ１、Ｓ５、およびＳ６によって時間の経過に伴って取得された圧力測定値を示す例示の出力２３５が示される。

出力２３５に示されるように、流量ブースター１０７、流量調整器１１８、トリガー１１６、および／または取り入れチューナー１１５は、燃料補給システム１０１の圧力測定値を調整して航空機１０２に入る燃料圧力を（例えば、ノズル１１１および／またはセンサーＳ６（ＰＮＡ）において）所望される範囲内に維持する目的で操作されてもよい。流量調整器１１８は、感知された圧力がトリガーの作動のための最小トリガーレベルに達したときにトリガー１１６を作動させるように設定されてもよい。最小トリガーレベルは、例えば、動作仕様および／または政府規制により規定される最大圧力（Ｐｍａｘ）の範囲Ｒ（例えば、約７５％）内の燃料圧力に相当する圧力であってもよい。測定された圧力が最小トリガーレベルを下回ると、流量調整器１１８はトリガー１１６を作動させて取り入れチューナー１１５をシフトさせ、それにより燃料圧力を変化させてもよい。

この燃料圧力は、Ｐｍａｘ未満に、および／または所定の範囲Ｒ内に維持されてもよい。この範囲Ｒは、例えば、動作能力内で最大効率を提供する範囲であってもよい。そのような範囲は、例えば（そして限定なしに）、Ｐｍａｘの約８０〜約１００％（または６０〜１００％、または７５〜１００％）であってもよい。この範囲Ｒは、例えば、燃料補給時間Ｔｒの約５０％（または６０％または７０％または８０％）以上の所定の期間にわたって確立されてもよい。

図２Ｂ１および２Ｂ２は、可変入口形状（Δφ）を有する燃料入口を有する燃料取り入れ口２１０ａ、ｂの例を示す。図２Ｂ１は、圧力制御構成における燃料取り入れ口２１０ａを示す。図２Ｂ２は、モーター構成における燃料取り入れ口２１０ｂを示す。燃料取り入れ口２１０ａ、ｂのそれぞれは、燃料入口２２９ａ、ｂおよび燃料出口２３７ａ、ｂを備えたハウジング２２５ａ、ｂと、ハウジング２２５ａ、ｂの中でスライド可能に移動可能なピストン２１９ａ、ｂと、を有する。燃料通路は、ハウジング２２５ａ、ｂの壁および／または環状通路の部分を通って燃料入口２２９ａ、ｂと燃料出口２３７ａ、ｂとの間に延びる。

図２Ｂ１のバージョンでは、ハウジング２２５ａは、ピストン２１９ａのピストンヘッドによってピストン室が流体室と燃料室と、に分割された円筒形部材として示される。この構成の取り入れチューナーは、弁トリガー１１６ａによって作動される流体源１１５ａである。流体源１１５ａは、燃料力Ｆｆに対して流体圧力の力Ｆｐを可動壁（ピストンヘッド）２１９に加えることができる、燃料、空気、油圧流体などの加圧流体で満たされた容器ハウジング（例えば、タンク）であってもよい。流体源１１５ａは、弁トリガー１１６ａを介して燃料取り入れ口１１０と選択的に流体連通してもよい。

流体源１１５ａからの加圧流体は流体室と流体連通しており、燃料は燃料室と流体連通している。ピストンヘッドは、燃料室に入る燃料によって加えられる燃料力Ｆｆと、圧力源１１５ａから流体室に入る加圧流体の流体圧力の力Ｆｐとによって、ハウジング２２５ａ内でスライド可能に移動可能である。

流量調整器による弁トリガー１１６ａの作動時に、弁トリガー１１ａ６は、圧力源１１５ａからの加圧流体の量を変化させ、それにより、ピストン２１９ａの流体側に加えられる調整力を変化させてもよい。圧力が変化すると、ピストン２１９ａはハウジング２２５ａ内でシフトする。

ピストン２１９ａは、また、ばね荷重ピストンロッドによってピストンヘッドに連結されたピストンテールを有し、ピストンヘッドとともに移動可能である。ピストンテールは、燃料入口２２９ａの周りにスライド可能に位置付け可能であり、燃料入口２２９ａを通る流れを選択的に変化させる。ピストンテールは、燃料入口が開いて燃料入口から燃料を受け取る完全開位置と、ピストンが燃料入口２２９ａを遮断する完全閉位置との間で移動可能である。ピストンテールは、完全開位置と閉位置との間の様々な位置にあって、燃料入口２２９ａ内への燃料の流れを変えてもよい。

図２Ｂ２の燃料取り入れ口２１０ｂは、ハウジング２２５ｂが異なる構成を有し、取り入れチューナーが電気トリガー１１６ｂ（例えば、ソレノイド、スイッチ、回路など）によって作動されるモーター１１５ｂであることを除いて、図２Ｂ１の燃料取り入れ口と同様である。この構成では、モーター１１５ｂは、ピストンロッドによってピストンヘッドに連結される。モーター１１５ｂは、ピストン２１９ａを駆動するためのギア、リンケージ、または他の装置を有してもよい。モーター１１５ｂは、例えば、電気トリガー１１６ｂによって電気的に作動可能な従来のサーボモーターであってもよい。

流量調整器１１８は、電気トリガー１１６ｂを作動させて、モーター１１５ｂをトリガーし、燃料力Ｆｆと反対に、ピストン２１９ａに駆動力Ｆｄを加え、それにより、ピストン２１９ａを移動させてもよい。ピストン２１９ａは、モーター１１５ｂによって入口２２９ｂの周りを移動可能であり、より多いまたはより少ない燃料が入口２２９ｂを通過することを選択的に許容することができる。ピストンヘッドは、燃料入口を開いて、燃料入口を通して燃料を受け取る完全開位置と、ピストンが燃料入口２２９ａを遮断して燃料入口を通る流れを選択的に変化させる完全閉位置との間で、燃料入口２２９ｂの周りにスライド可能に位置可能である。

図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ、燃料補給システム１０１ａ、ｂの詳細を示す概略図である。図３Ａは、給水栓ディスペンサー１０４ａおよび流量ブースター１０７を備えた燃料補給システム１０１ａの詳細を示す。図３Ｂは、燃料補給機１０４ｂおよび流量ブースター１０７を備えた燃料補給システム１０１ｂを示す。

図３Ａの例に示されるように、給水栓ディスペンサー１０４ａは、燃料タンク１０６および燃料回路３０８ａを含む。燃料回路３０８ａは、燃料タンク１０６から燃料を受け取り、取り入れチューナー１１５から調整力を受け取るための入口継手１１０ａを有する。取り入れカプラー１１０ａは、間に可動壁３１９を備えた可変燃料入口３１０および流体入口３１２を備えた装置であってもよい。使用されてもよい取り入れカプラーの例は、ＥＡＴＯＮ（登録商標）からｗｗｗ．ｅａｔｏｎ．ｃｏｍで市販されている圧力制御付き給水栓カプラーを含む。

燃料回路３０８ａは、入口継手１１０ａからホース１１２ａ、ｂまで延びるフローライン２２０を含む。フローライン２２０は、燃料を燃料タンク１０６から航空機１０２に送るために燃料入口３１０ａとホース１１２ａ、ｂとの間に延在する管状部材（例えば、パイプ、導管、管など）であってもよい。管状部材の様々な組み合わせが接続されて、燃料回路を通る燃料の流れのための燃料経路を画定してもよい。管状部材の部分は、必要に応じて燃料回路を選択的に構成するために取り外し可能に接続可能であってもよい。燃料回路１０８と燃料補給システム１０１の他の部分との間の接続は、燃料回路３０８ａの一部であってもよく、または燃料回路３０８ａに連結されてもよい。

航空機への接続のために、１つ以上のホース１１２ａ、ｂが燃料回路３０８ａに連結されてもよい。この例では、ノズル１１１を備えた２組のホース１１２ａ、ｂが示される。ホース１１２ａはデッキホース１１２ａを含み、ホース１１２ｂはホースリール３２２上にある。ホースリール３２２は、ホース１１２ａ、ｂを支持するために設けられてもよい。ホース１１２ａ、ｂは、航空機１０２に燃料を送るために航空機１０２に接続可能なホース１１２ａ、ｂの端部にノズル１１１を有する。ノズル１１１は、ホース１１２ａ、ｂから航空機１０２内に燃料を選択的に放出するためのトリガーを有してもよい。

燃料回路３０８ａは、燃料が燃料回路３０８ａを通過する状態で動作するための様々な流体制御装置を備えている。燃料回路３０８ａは、燃料をデッキホース１１２ａに送るための弁３２４ａと、燃料をホース１１２ｂに送るための弁３２４ｂと、を含む。燃料回路３０８ａはまた、燃料が燃料回路３０８ａを通過するときに燃料を濾過するための燃料フィルタ３２７を有する。弁、フィルタ、リストリクター、ノズル、ダンプタンク、サンプリングライン、ダンプラインなどの他の流れ制御装置が、様々な流体機能を実行するために、燃料回路に沿った様々な場所に位置付けられてもよい。弁３２４ａ、ｂは、入口継手１１０ａ、流量制御弁３２４ａ、ｂおよび他の弁などの燃料を燃料回路３０８ａの部分に選択的に送るための様々な装置を含んでもよい。ホース１１２ａのノズル１１１はまた、燃料を航空機１０２内に選択的に放出するための弁および／または流れ制御装置として機能してもよい。

図３Ａにも示されるように、流量ブースター１０７のトリガー１１６は、取り入れカプラー１１０ａに連結されて、取り入れチューナー１１５から調整力を加える。流量ブースター１０７の調整器１１８は、センサーＳ１〜Ｓ７に連結されて、ノズル圧力（ＰＮＳ／ＰＮＡ）、燃料流量（Ｑｆｕｅｌ）、および流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）などの流体パラメータを検出する。これらの流体パラメータは、流量調整器１１８によって監視され、トリガー１１６を作動させて、取り入れチューナー１１５によって流体入口３１２に加えられる調整力を変化させてもよい。

圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）は、可動壁３１９ａに対して力を加える。反力がノズル圧力（ＰＮＡまたはＰＮＳ）から可動壁３１９ａに加えられる。圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）は、可動壁３１９ａをシフトさせて燃料入口３１０の寸法を変更し、それによって流量（Ｑｆｕｅｌ）を変更するのに十分なノズル圧力（ＰＮＡまたはＰＮＳ）を超えるように流量調整器１１８によって調節されてもよい。調整器１１８は、センサーＳ１〜Ｓ７を連続的に監視し、燃料入口３１０および／または取り入れカプラー１１０ａを調節して、必要に応じて燃料の流れを変更してもよい。これらの調節は、例えば、調整器１１８を作動させて、弁（例えば、ソレノイド弁など）１１６に信号を送り、流体源１１５から取り入れカプラー１１０ａに流れる加圧流体を調節し、それにより可動壁３１９に加えられる力、燃料取り入れ口１１０ａを通る燃料の流れ、および航空機１０２における燃料圧力を変えることにより行われてもよい。これらの調節は、ノズル圧力（ＰＮＳ）を所定の最大圧力（Ｐｍａｘ）以下に維持するために、および／または燃料の流れを最大圧力の範囲内にブーストするために行われてもよい。

図３Ｂの燃料補給システム１０１ｂは、燃料タンク１０６が含まれる燃料補給機１０４ｂが示されていることを除いて、図３Ａの燃料補給システム１０１ａと同様である。また、燃料を燃料タンク１０６から燃料入口３１０ｂに圧送するためにポンプ３２６が設けられ、燃料取り入れ口１１０ｂは、取り入れチューナー１１５およびトリガー１１６によって調節可能なインライン圧力制御弁である。使用されてもよい圧力制御弁の例は、ＣＡＲＴＥＲ（登録商標）からｗｗｗ．ｅａｔｏｎ．ｃｏｍで市販されている空気作動式インライン圧力制御弁を含む。

図４〜１０Ｂは、試験中に測定された燃料補給システム１０１の様々なパラメータをプロットしたグラフ４００〜１０００ｂを示す。試験は、加圧流体（Ｐｆｌｕｉｄ）を燃料回路（例えば、取り入れ口）に加えることによって提供される流量ブーストを備えた燃料補給システム１０１を使用して実行される燃料補給動作と、流量ブーストを備えない燃料補給システム１０１を使用して実行される燃料補給動作とを比較する。流量ブーストは、航空機内への燃料流量（Ｑｆｕｅｌ）を操作して、燃料補給時間を短縮することを目的とする。流量ブーストは、最大圧力（Ｐｍａｘ）などの所定の制限内にノズル圧力（ＰＮＳ／ＰＮＡ）を維持するために燃料の流れ（およびそれによって圧力）を選択的に調節する調整機能を提供することも意図される。

試験は、図３Ａの燃料補給システム１０１と同様の構成における燃料補給システムを備えた試験用具に対して行われる。ジェット燃料が、取り入れカプラーを介して周囲温度で燃料回路への供給圧力下で使用された。試験のために、航空機１０２の代わりに試験用具が提供され、閉鎖試験中に試験用具への流れを遮るために試験用具で試験弁が使用される。

試験中、燃料は燃料タンク１０６から燃料回路１０８を通過してリグに入り、ベンチュリセンサー（ＰＮＳ）、背圧センサー（Ｐｐｌａｎｅ）、リグ圧力センサー（Ｐｉｎｔａｋｅ）、ノズル圧力（ＰＮＡ）、空気基準圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）、および燃料補給システムにおける燃料流量センサー（Ｑｆｕｅｌ）などのセンサーＳ１〜Ｓ７のうちの１つ以上から測定値が取得される。測定値は、例えば、燃料補給システムを通過する燃料の圧力および／または流量測定値を含む。実施例１〜４の試験では、流量ブースター１０７は停止され、その結果、流量ブーストは提供されない。流量ブーストを伴う実施例５〜７の試験では、流量ブースター１０７が作動されて流れブーストを提供する。

実施例１−ベンチュリセンサーの較正
実施例１では、燃料補給システムにおけるセンサーの較正が実行される。較正中、燃料は燃料タンクから燃料回路に送られる。センサーは、燃料タンクに流入する燃料の流量（Ｑｆｕｅｌ）が変化するときに測定値を収集する。試験は、流量（Ｑｆｕｅｌ）が約０ＧＰＭから約２８０ＧＰＭに増加し、約１７５秒から約２７５秒の初期期間４６０ａ中に約１２０ＧＰＭに低下することで開始する。

約２７５〜約４００秒の臨界期間４６０ｂの間、ＰＮＳ／ＰＮＡは約２０ｐｓｉ（１．４１Ｋｇ／ｃｍ２）から約３０ｐｓｉ（２．１１Ｋｇ／ｃｍ２）の臨界圧力まで安定する。約４００秒〜約５００秒の最終期間４６０ｃ中、流量（Ｑｆｕｅｌ）は、約２８０ＧＰＭまで再び増加する。期間４６０ａ〜ｃ中、センサーＰＮＳ、Ｐｉｎｔａｋｅ、Ｐｐｌａｎｅ、ＰＮＡ、Ｐｆｌｕｉｄ、およびＱｆｕｅｌから測定値が取得される。

図４は、較正中に燃料回路内の流体センサーによって取得された測定値を示す線グラフ４００である。グラフ４００は、流体センサーＰＮＳ、Ｐｉｎｔａｋｅ、Ｐｐｌａｎｅ、ＰＮＡ、Ｐｆｌｕｉｄ、およびＱｆｕｅｌについて、圧力（Ｐ）（Ｙ１）および流量（Ｑ）（Ｙ２）に対する時間をプロットしている。グラフ４００によって示されるように、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）および模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）は、初期および最終期間４６０ａ、ｃ中、異なる測定値である。グラフ４００によっても示されるように、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）および模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）は、ボックス４６２によって示されるように、安定期間中および臨界期間４６０ｂ内でほぼ同じ圧力を測定する。これは、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）センサーと模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）センサーが較正されていることを確認するために使用されてもよい。

実施例２−様々な流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）における−ブーストを使用しない閉鎖試験
この例では、異なる燃料圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）で、および流量ブースター１０７が停止された状態で、燃料補給システムに対して閉鎖試験が実行される。閉鎖試験は、燃料を燃料タンクから燃料回路を通して試験用具に送ることを含む。閉鎖試験中、試験弁は閉鎖され、測定値はセンサーＰＮＳ、Ｐｉｎｔａｋｅ、Ｐｐｌａｎｅ、ＰＮＡ、Ｐｆｌｕｉｄ、およびＱｆｕｅｌのそれぞれから収集される。

図５Ａ〜５Ｃは、閉鎖試験中に取得された測定値を示すグラフ５００ａ〜ｃである。グラフ５００ａ〜ｃは、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーのそれぞれから収集された測定値について、圧力（Ｐ）（Ｙ１）および流量（Ｑ）（Ｙ２）に対する時間をプロットしている。閉鎖試験は、約６０ｐｓｉ（４．２２Ｋｇ／ｃｍ２）の流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）（図５Ａ）、約７０ｐｓｉ（４．９２Ｋｇ／ｃｍ２）（図５Ｂ）の流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）、および約８０ｐｓｉ（５．６３Ｋｇ／ｃｍ２）（図５Ｃ）の流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）で、ならびに５５ｐｓｉ（３．８７Ｋｇ／ｃｍ２）に設定された最大圧力（Ｐｍａｘ）で実行される。

グラフ５００ａ〜ｃによって示されるように、試験弁が閉じられると、円５６６ａ〜ｃによって示されるように、燃料の流量（Ｑｆｕｅｌ）が減少する。グラフ５００ａ〜ｃから、加圧流体の最大圧力（Ｐｆｌｕｉｄ−ｍａｘ）、すなわち６０ｐｓｉ（４．２２Ｋｇ／ｃｍ２）（図５Ａ）、７０ｐｓｉ（４．９２Ｋｇ／ｃｍ２）（図５Ｂ）、および８０ｐｓｉ（５．６３Ｋｇ／ｃｍ２）（図５Ｃ）が決定されてもよい。これらのグラフは、ノズル圧力（ＰＮＳ／ＰＮＡ）を最大圧力（Ｐｍａｘ）未満に維持するために必要な加圧流体（Ｐｆｌｕｉｄ−ｍａｘ）の圧力が約７０ｐｓｉ（４．９２Ｋｇ／ｃｍ２）であることを示す。

実施例３−異なるノズルを使用する−ブーストを使用しない閉鎖試験
この例では、異なるノズルを使用し、流量ブースターが停止された状態で、燃料補給システムに対して閉鎖試験が実行される。閉鎖試験は、燃料を燃料タンクから燃料回路を通して試験器具に送ることを含む。３つの異なるノズルが試験器具に接続され、３つのノズルのそれぞれを使用して閉鎖試験が繰り返される。燃料圧力（Ｐｉｎｔａｋｅ）および流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）は、これらの各閉鎖試験の間、それぞれ１００ｐｓｉ（７．０３Ｋｇ／ｃｍ２）および６１ｐｓｉ（４．２９Ｋｇ／ｃｍ２）で一定のままである。閉鎖試験中、試験弁は閉鎖され、測定値の違いが異なるノズルを使用した結果であるかどうかを判断するために、センサーＰＮＳ、センサーＰｉｎｔａｋｅ、センサーＰｐｌａｎｅ、センサーＰＮＡ、センサーＰｆｌｕｉｄ、およびセンサーＱｆｕｅｌのそれぞれから測定値が収集される。

図６Ａ〜６Ｃは、閉鎖試験中に取得された測定値を示すグラフ６００ａ〜ｃを示す。グラフ６００ａ〜ｃは、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーのそれぞれから収集された測定値に対する圧力（Ｐ）（Ｙ１）および流量（Ｑ）（Ｙ２）に対する時間をプロットしている。閉鎖試験は、４５ｐｓｉ（３．１６Ｋｇ／ｃｍ２）ノズル（図６Ａ）、５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）ノズル（図６Ｂ）、および５５ｐｓｉ（３．８７Ｋｇ／ｃｍ２）ノズル（図６Ｃ）を使用して実行される。

グラフ６００ａ〜ｃによって示されるように、試験弁が閉鎖されると、燃料の流量（Ｑｆｕｅｌ）は減少する。グラフ６００ａ〜ｃによっても示されるように、円６６８ａ〜ｃによって示されるように、ノズル圧力（ＰＮＳ、ＰＮＡ）は、臨界期間内で試験されたノズルのそれぞれと一致したままである。これらのグラフ６００ａ〜ｃは、ノズル間の測定値にほとんど違いがないことを示している。

実施例４−実施例３の閉鎖試験に関するＰＮＳおよびＰＮＡの比較
図６Ａ〜６Ｃのグラフは分析され、図７Ａ〜７Ｃのグラフ７００ａ〜７００ｃを生成するために使用される。グラフ７００ａ〜ｃは、それぞれの異なるノズル圧力について、それぞれ流量（Ｑ）（Ｙ軸）に対する圧力（ＰＮＳ）、（ＰＮＡ）、（ＰＮＳ／ＰＮＡ）（Ｘ軸）をプロットしている。図７Ａは、それぞれ４５ｐｓｉ（３．１６Ｋｇ／ｃｍ２）ノズル（図６Ａ）、５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）ノズル（図６Ｂ）、および５５ｐｓｉ（３．８７Ｋｇ／ｃｍ２）ノズル（図６Ｃ）それぞれに対する実際のノズル圧力（ＰＮＡ）の流量（Ｑｆｕｅｌ）をプロットしている。図７Ｂは、図６Ａ〜６Ｃの４５ｐｓｉ、５０ｐｓｉ、および５５ｐｓｉ（３．８７Ｋｇ／ｃｍ２）ノズルそれぞれについての燃料使用ノズル（ＰＮＳ）圧力の流量（Ｑ）をプロットしている。図７Ｃは、図７Ａおよび７Ｂのグラフを同じグラフ７００ｃ上にプロットしている。５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）での最大圧力（Ｐｍａｘ）ラインもグラフ７００ａ〜ｃに示される。

グラフ７００ａ〜７００ｃに示すように、（流量ブースターを使用しない）閉鎖試験中の燃料流量は、閉鎖試験の大半で最大圧力（Ｐｍａｘ）をはるかに下回るままである。グラフ７００ｃでも示されるように、圧力センサー（ＰＮＳ／ＰＮＡ）のそれぞれに対する流量は、円７６８によって示されるように、圧力センサー（ＰＮＳ／ＰＮＡ）の両方の圧力が最大圧力（Ｐｍａｘ）に近づくため、閉鎖試験の一部に合致している。

実施例５−燃料ブーストを使用する閉鎖試験−ＰＮＡ比較
この例では、流量ブースター１０７が作動された状態で、および流量ブーストを使用しない図７Ａの閉鎖試験と比較して、燃料補給システムに対して閉鎖試験が実施される。閉鎖試験は、図５Ａ〜６Ｃの閉鎖試験と同様に、燃料タンクから燃料回路を通して試験器具に燃料を送ることと、試験弁を閉じることと、を含む。このバージョンでは、流量ブーストは、流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）を約３０秒間調節することによって提供される。これらの圧力調節は、図２Ａに示されるように、燃料回路内への燃料（Ｑｆｕｅｌ）の流量を変化させる（例えば、ブーストする）ために使用される。この閉鎖試験中、最大圧力（Ｐｍａｘ）は５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）であり、測定値はセンサーＰＮＳ、センサーＰｉｎｔａｋｅ、センサーＰｐｌａｎｅ、センサーＰＮＡ、センサーＰｆｌｕｉｄ、およびセンサーＱｆｕｅｌのそれぞれから収集される。

図８Ａ〜８Ｂは、流量ブースターが作動された状態での閉鎖試験中に取得された測定値を示すグラフ８００ａ〜ｂである。グラフ８００ａは、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーそれぞれから収集された測定値に対する時間に対する圧力（Ｐ）（Ｙ１）および流量（Ｑ）（Ｙ２）をプロットしている。円８７０ａ、ｂによって示されるように、流量ブースターは、時間ｔ＝０．４で作動されて、圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）を約１００ｐｓｉ（７．０３Ｋｇ／ｃｍ２）から８０約ｐｓｉ（５．６３Ｋｇ／ｃｍ２）に減少させ、および時間ｔ＝０．６で作動されて、圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）を８０（５．６３Ｋｇ／ｃｍ２）ｐｓｉから６０ｐｓｉ（４．２２Ｋｇ／ｃｍ２）に減少させる。これにより、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーのそれぞれによって測定された圧力を制御する。グラフ８００ａによって示されるように、加圧流体（Ｐｆｌｕｉｄ）は、燃料補給システムの他の圧力ならびに実際のノズル圧力（ＰＮＡ）を制御するために流量ブーストを提供するために使用されてもよい。この制御は、ＰＮＡをＰｍａｘ未満に維持するために使用されてもよい。

グラフ８００ｂは、流量ブースターライン８００ａ’を生成するために図８Ａの閉鎖試験中に取得された測定値を使用して、流量（Ｑ）（Ｙ軸）に対するＰＮＡ（Ｘ軸）をプロットしている。グラフ８００ｂは、比較のために図７の７００ａのグラフも示す。破線の三角形８７２で示されるように、加圧ブーストを使用した燃料の流量は、流量（Ｑｆｕｅｌ）を５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）の最大圧力（Ｐｍａｘ）に近い量まで増加させる。グラフ８００ｂはまた、流量ブースト８００ａ’に対するＰＮＡが５０％以上の時間の間、８０％のＲ１の範囲内に入ったが、グラフ７００ａの流量ブーストを使用しないＰＮＡは、１０％未満の時間の間、範囲Ｒ１内であったことを示す。

グラフ８００ａ、ｂは、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）を増加させるために、および／または燃料（Ｐｆｕｅｌ）の流れを操作するために流用ブーストが使用されてもよいことを示している。このグラフ８００ｂはまた、流用ブーストが航空機内への流量（Ｑｆｕｅｌ）を増加させ、それにより航空機の燃料タンクを満たす時間を減少させることも示す。流量ブースターを使用して増加した流量（Ｑｆｕｅｌ）は、燃料回路内に圧力を提供してもよく、それにより、グラフ８００ａ、ｂによって実証されるように、燃料供給中に発生し得る背圧を補償する。

グラフに基づいて、計算は、ブーストを使用せずに、約２５ｐｓｉ（１．７６Ｋｇ／ｃｍ２）の背圧で、８００リットル／分で５分間、約４０００リットル（１０５６．６９ガロン）の上昇を生成することを示す。図８Ａおよび８Ｂの流量ブースターを使用して、２５ｐｓｉ（１．７６Ｋｇ／ｃｍ２）の背圧で、および毎分約２８０ガロン（１０５９．９１リットル）の流量で、毎分２８０ガロン（１０５９．９１リットル）で１０５８ガロン（４００４．９６リットル）の体積を約３．７８分で満たす。３．７８分は、燃料供給サイクル全体を通して流量ブースターを使用する燃料供給時間の約２５％の減少である。

実施例６−燃料ブーストを使用する閉鎖試験−ＰＳＡ比較
この例は、このバージョンの流量ブーストは、流量ブースターが作動されて流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）を１回調節し、図７Ｂの模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）を使用する結果を、流量ブーストを使用しない結果と比較することで実行されることを除いて、実施例５と同じである。この実施例５は、模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）を最大圧力（Ｐｍａｘ）未満に維持しながら流量ブーストを使用する方法も実証する。

図９Ａ〜９Ｃは、流量ブースターが作動された状態での閉鎖試験中に取得された測定値を示すグラフ９００ａ〜ｃである。グラフ９００ａは、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーのそれぞれから収集された測定値に対する、時間に対する圧力（Ｐ）（Ｙ１）および流量（Ｑ）（Ｙ２）をプロットしている。破線の円９７０によって示されるように、流量ブースターは時間ｔ＝０．４で作動され、圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）を７５ｐｓｉ（５．２７Ｋｇ／ｃｍ２）から６０ｐｓｉ（４．２２Ｋｇ／ｃｍ２）に減少させる。

グラフ９００ａによって示されるように、加圧流体（Ｐｆｌｕｉｄ）は、模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）ならびに、燃料補給システムの他の圧力を増加させるために流量ブーストを提供するために、および／または燃料の流れ（Ｐｆｕｅｌ）を操作するために使用されてもよい。この流量ブーストにより、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーのそれぞれによって測定された圧力が対応して増加し、燃料圧力が最大圧力（Ｐｍａｘ）を超えなくなる。

グラフ９００ｂは、流量ブースターライン９００ａ’を生成するために、図９Ａのグラフ９００ａに示される閉鎖試験中に取得された測定値を使用して、流量（Ｑ）（Ｙ軸）に対するＰＮＳ（Ｘ軸）をプロットしている。グラフ９００ｂは、比較のために７００ｂのグラフも示す。破線の円９７２ａによって示されるように、加圧ブーストを備えた燃料の流量は、流量（Ｑｆｕｅｌ）を５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）の最大圧力（Ｐｍａｘ）に近い量まで増加させる。このグラフ９００ｂはまた、流量ブーストが航空機内への流量を増加させ、それにより、燃料圧力を最大圧力（Ｐｍａｘ）未満に維持しながら航空機内の燃料タンクを満たす時間を減少させることを示す。グラフ９００ｂは、流量ブースト９００ａ’に対するＰＮＳが約１００％の時間の間、６０％のＲ２の範囲内に入り、ＰＮＡが約９０％の時間の間、Ｒ２の範囲内に入ったが、グラフ７００ｂの流量ブーストを使用しないＰＮＡは、約３０％未満の時間の間、範囲Ｒ２内であったことも示す。

グラフ９００ｃは、図８Ａのライン８００ａ’および図９Ａの９００ａ’に示される閉鎖試験中に取得された測定値を使用して、流量（Ｙ軸）に対するＰＮＳ／ＰＮＡ（Ｘ軸）をプロットしている。グラフ９００ｂは、比較のために７００ａ’のグラフも示している。グラフ７００ａ’は、図７のグラフ７００ａ上の点の平均である。破線の平行四辺形９７２ｂによって示されているように、加圧ブーストを使用する燃料の流量は、流量（Ｑｆｕｅｌ）を模擬および実際のノズル圧力（ＰＮＳ／ＰＮＡ）から５０ｐｓｉ（３．５２Ｋｇ／ｃｍ２）の最大圧力（Ｐｍａｘ）に近い量まで増加させる。

グラフ９００ｂは、流量ブースト８００ａ’および１０００ａ’のＰＮＡが、約７０％の時間の間、６０％のＲ３の範囲内に入ったが、グラフ７００ｂの流量ブーストを使用しないＰＮＡは、約１０％の時間の間、Ｒ３の範囲内であったことを示す。このグラフ９００ｃは、ＰＮＳに対するＰＮＡを監視しながら、流量ブースターの性能の違いも示す。

実施例７−４５ｐｓｉ（３．１６Ｋｇ／ｃｍ２）ノズルを使用する閉鎖試験−ＰＮＳおよびＰＳＡの比較
この閉鎖試験は、４５ｐｓｉ（３．１６Ｋｇ／ｃｍ２）および８０ｐｓｉ（５．６３Ｋｇ／ｃｍ２）の流体圧力で異なるノズルを使用してブーストを使用せずに実行されることを除いて、図６Ａの実施例３と同様である。図１０Ａ〜１０Ｂは、一定の圧力で流量ブースターが作動されない閉鎖試験中に取得された測定値を示すグラフ１０００ａ〜ｂである。グラフ１０００ａは、ＰＮＳセンサー、Ｐｉｎｔａｋｅセンサー、Ｐｐｌａｎｅセンサー、ＰＮＡセンサー、Ｐｆｌｕｉｄセンサー、およびＱｆｕｅｌセンサーのそれぞれから収集された測定値に対して、圧力（Ｐ）（Ｙ１）および流量（Ｑ）（Ｙ２）に対する時間をプロットしている。

グラフ１０００ａに示されるように、一定の、８０ｐｓｉ（５．６３Ｋｇ／ｃｍ２）で増加した流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）は、圧力を最大圧力（Ｐｍａｘ）以下に維持するための制御を提供する、４５ｐｓｉ（３．１６Ｋｇ／ｃｍ２）で合致するノズルで一定のブーストを提供する。グラフ１０００ａは、模擬ノズル圧力（ＰＮＳ）および／または燃料の流れ（Ｐｆｕｅｌ）を最大圧力（Ｐｍａｘ）近くに維持するために、標準空気圧設定を超えるこの一定の流れブーストは使用されてもよいことを示す。

グラフ１０００ｂは、流量ブースターライン１０００ａ’を生成するために、図１０Ａのグラフ１０００ａに示される閉鎖試験中に取得された測定値を使用して、流量（Ｑ）（Ｙ軸）に対するＰＮＳ（Ｘ軸）をプロットしている。グラフ１０００ｂはまた、比較のために、図７のグラフ７００ａおよび図８の８００ａ’を示す。グラフによって示されるように、動作中に（Ｑｆｕｅｌ）を増加させるため、および／または圧力（ＰＮＳ／ＰＮＡ）を最大圧力（Ｐｍａｘ）未満に維持するために流量ブースターが使用されてもよい。

図１１は、航空機内への燃料の流れを最適化する方法１１００を示すフローチャートである。この方法は、１１８０−燃料源を、燃料取り入れ口を介して燃料補給ユニットの燃料回路に流体的に接続すること、および１１８２−燃料回路を、ノズルを備えたホースを介して航空機に流体的に接続することを含む。燃料補給ユニットは、燃料回路と、流量ブースターと、ホースと、を備える。この方法は、１１８６−燃料を燃料源から燃料回路に（燃料取り入れ口を介して）、そして燃料回路から航空機内に（ホースを介して）送ることと、１１８８−通過中の燃料の流体パラメータ（例えば、Ｑｆｕｅｌ、ＰＮＳ、ＰＮＡなど）を測定することと、１１９０−通過中に、および測定値に基づいて、燃料取り入れ口の寸法（例えば、取り入れ口カプラー／インライン圧力制御弁）が変えられるように燃料力に対する調整力を選択的に加えることによって、航空機内への燃料の流れを選択的にブーストすることと、に続く。

選択的にブーストすることは、送る間に燃料の圧力を最大圧力未満に維持すること、送る間に最大圧力の範囲内に燃料の圧力を維持すること、燃料力（ＰＮＡ／ＰＮＳなど）を超えるように調整力（例えば、Ｐｆｌｕｉｄ）を選択的に増加させること、送る間に調整力（Ｐｆｌｕｉｄ）および燃料取り入れ口の燃料力（ＰＮＡ／ＰＮＳ）の反対側に適用されるブースト力（例えば、流体圧力、ソレノイド信号など）を燃料取り入れ口に連続的に加えること、および／または調整力を変えるために取り入れチューナーをトリガーすることと、を含んでもよい。

これらおよび他の方法が実行されてもよい。方法の一部またはすべては、任意の順序で実行されてもよく、および／または必要に応じて組み合わされてもよい。

実施形態は、様々な実装および活用に関して説明されているが、これらの実施形態は例示であり、本発明の主題の範囲はそれらに限定されないことが理解されよう。多くの変更、修正、追加、および改善が可能である。例えば、本明細書で提供される１つ以上の特徴の様々な組み合わせが使用されてもよい。

本明細書で単一の事象として説明されている構成要素、動作、または構造に対して複数の事象が提供されてもよい。一般に、例示の構成において別個の構成要素として提示された構造および機能は、組み合わされた構造または構成要素として実施されてもよい。同様に、単一の構成要素として提示された構造および機能は、別個の構成として実施されてもよい。これらおよび他の変更、修正、追加、および改善は、本発明の主題の範囲内に含まれ得る。

上記の説明と添付の図面に、本明細書での特許請求の範囲の範囲内にない追加の主題が開示されている限り、本発明は公開専用ではなく、そのような追加の発明を請求する１つ以上の適用を出願する権利は所有されている。本明細書では非常に狭い特許請求の範囲を提示され得るが、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって提示されるよりもはるかに広いことを認識すべきである。より広い特許請求の範囲は、この出願からの優先権の利益を主張する出願において提出され得る。

本明細書で単一の事象として説明されている構成要素、動作、または構造に対して複数の事象が提供され得る。一般に、例示の構成において別個の構成要素として提示された構造および機能は、組み合わされた構造またはコンポーネントとして実施され得る。同様に、単一の構成要素として提示された構造および機能は、別個の構成要素として実施され得る。これらおよび他の変更、修正、追加、および改善は、本発明の主題の範囲内に含まれ得る。

Claims (15)

1. 燃料補給ユニットを介して航空機に流入する燃料の流れを最適化するための流量ブースターであって、前記燃料補給ユニットは燃料回路を備え、前記流量ブースターは、
   前記燃料回路に流体的に連結された燃料取り入れ口であって、前記燃料取り入れ口は、ハウジングとピストンとを備え、前記ピストンは、前記ハウジング内をスライド可能に移動可能なピストンヘッドを備えて可変の燃料入口を画定し、前記燃料入口を通して前記燃料を前記燃料回路内に受け取り、前記燃料は前記ピストンに加えられる燃料力を有する、燃料取り入れ口と、
   前記燃料取り入れ口に動作可能に接続された取り入れチューナーであって、前記燃料力に対して前記ピストンに加えられる調整力を有する、取り入れチューナーと、
   前記取り入れチューナーに連結されて、前記取り入れチューナーによって加えられる前記調整力を選択的に変化させる、トリガーと、
   前記燃料補給ユニットから燃料測定値を受信するために前記燃料補給ユニットの周りに位置付けられたセンサーに連結された流量調整器であって、前記流量調整器は前記トリガーに動作可能に接続されて、前記燃料測定値に応答して前記トリガーを選択的に作動し、それによって前記航空機への前記燃料の前記流れが、燃料補給中に連続的に調整可能である、流量調整器と、を備える、流量ブースター。
2. 前記ピストンは、前記調整力が前記燃料力を超える場合、前記燃料入口の完全閉位置に向けて付勢され、前記燃料力が前記調整力を超える場合、前記燃料入口の完全開位置に向けて付勢される、請求項１に記載の流量ブースター。
3. 前記燃料力が、前記燃料入口、前記燃料回路、前記航空機、およびそれらの組み合わせのうちの１つにおける前記燃料の燃料圧力によって規定される、請求項１に記載の流量ブースター。
4. 前記取り入れチューナーは、加圧流体を含む加圧流体源を備える、請求項１に記載の流量ブースター。
5. 前記燃料力は、前記ピストンの燃料側に加えられる前記燃料の燃料圧力を含み、前記調整力は、前記ピストンの流体側に加えられる前記加圧流体の流体圧力を含む、請求項４に記載の流量ブースター。
6. 前記ピストンが、ピストンロッドによって前記ピストンヘッドに接続され、前記ピストンヘッドとともに移動可能なピストンテールをさらに備え、前記ピストンテールは、前記ピストンテールの両側に前記燃料側と前記流体側とを有し、前記ピストンテールは、前記ハウジングにおけるピストン室を前記ピストンテールの前記燃料側の燃料室と前記ピストンテールの前記流体側の流体室とに分離し、前記燃料室は前記燃料と流体連通しており、前記流体室は前記加圧流体と流体連通している、請求項５に記載の流量ブースター。
7. 前記取り入れチューナーは、前記ピストンに動作可能に接続されたモーターを備え、前記調整力は、前記モーターの駆動力によって規定される、請求項１に記載の流量ブースター。
8. 前記トリガーは、ドライバー、ソレノイド、弁、およびそれらの組み合わせのうちの１つを備える、請求項１に記載の流量ブースター。
9. 前記燃料測定値は燃料圧力を含み、前記流量調整器は前記トリガーの作動のための最小トリガーレベルを有し、前記最小トリガーレベルは所定の最大燃料圧力の７５％の燃料圧力に相当する、請求項１に記載の流量ブースター。
10. 航空機に流入する燃料の流れを最適化するための燃料補給システムであって、前記燃料補給システムは、
    燃料源と、
    前記燃料源および前記航空機と選択的に流体連通する燃料回路を備える燃料補給ユニットと、
    流量ブースターと、を備え、前記流量ブースターは、
    前記燃料回路に流体的に連結された燃料取り入れ口であって、前記燃料取り入れ口はハウジングとピストンとを備え、前記ピストンは、前記ハウジング内をスライド可能に移動可能なピストンヘッドを備えて可変の燃料入口を画定し、前記燃料入口を通して前記燃料を前記燃料回路内に受け取り、前記燃料は前記ピストンに加えられる燃料力を有する、燃料取り入れ口と、
    前記燃料取り入れ口に動作可能に接続された取り入れチューナーであって、前記燃料力に対して前記ピストンに加えられる調整力を有する、取り入れチューナーと、
    前記取り入れチューナーに連結されて、前記取り入れチューナーによって加えられる前記調整力を選択的に変化させる、トリガーと、
    前記燃料補給ユニットから燃料測定値を受信するために前記燃料補給ユニットの周りに位置付けられたセンサーに連結された流量調整器であって、前記流量調整器はトリガーに動作可能に接続されて、前記燃料測定値に応答して前記トリガーを選択的に作動し、それによって前記航空機への前記燃料の前記流れが燃料補給中に連続的に調整可能である、流量調整器と、を備える、燃料補給システム。
11. 前記センサーは、流体圧力（Ｐｆｌｕｉｄ）センサー、燃料圧力（Ｐｆｕｅｌ）センサー、吸気圧力（Ｐｉｎｔａｋｅ）センサー、燃料流量（Ｑｆｕｅｌ）センサー、シミュレートされたノズル圧力（ＰＮＳ）センサー、実際のノズル圧力（ＰＮＡ）センサー、および前記航空機の背圧（Ｐｐｌａｎｅ）センサーを含む、請求項１０に記載の燃料補給システム。
12. 航空機への燃料の流れを最適化する方法であって、
    前記燃料を、燃料取り入れ口を通して燃料回路に、そして前記燃料回路から前記航空機に送ることと、
    ピストンを前記燃料入口にスライド可能に位置付け、前記燃料の燃料力を前記ピストンに加えることによって前記燃料取り入れ口の燃料入口の寸法を規定することと、
    前記送る間に前記燃料の燃料パラメータを測定することと、
    前記送る間、かつ前記測定に基づいて、前記燃料取り入れ口の前記燃料入口の寸法が変えられるように、前記燃料力に対して調整力を選択的に加えることによって前記航空機内への前記燃料の前記流れを選択的にブーストすることと、を含む方法。
13. 前記選択的にブーストすることは、前記送る間に前記燃料の圧力を最大圧力未満に維持することを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記選択的にブーストすることは、前記燃料力を超えるように前記調整力を選択的に増加させることを含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記燃料パラメータは前記燃料の燃料圧力を含み、前記選択的にブーストすることは、前記送ることの５０％超の間、前記燃料圧力を所定の最大圧力の７５％以内に維持することを含む、請求項１２に記載の方法。

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