JP5695738B2 - 燃料補給装置および航空機タンクシステムに燃料補給をする方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に航空機の燃料補給に関する。より詳細には、航空機に搭載された燃料補給装置に関し、特には、必ずしも限定されるものではないが、燃料弁を含む搭載式燃料補給装置を有する航空機に関する。また、本発明は、航空機を燃料補給する方法にも関する。

航空機に搭載された従来の燃料補給システムは、約５５ｐｓｉｇの最大燃料圧力にしたがったサイズの燃料流量制限器を有している。これは、航空機の燃料補給配管に対して７ｍ／ｓの最大速度に相当することがある。通常、実際の供給圧力はその最大値よりもかなり小さいので、燃料流量制限器によって流量が不必要に制限されると、燃料補給時間が長くなる。

米国特許出願公開第２００８／０１７３７６２（Ａ１）号は、燃料補給速度を増加させることができる航空機燃料補給システムを開示しており、そこでは、航空機の燃料補給配管の中に燃料流量制限器が取り付けられており、燃料補給配管から燃料タンクへ燃料の流量が制限されるようになっている。また、それぞれのタンクが燃料補給配管から切り離されることを可能にするために、燃料弁が設けられている。一般的な調整は、燃料補給配管の中の最大圧力を規定するために航空機に搭載された燃料圧力調節器によって実施される。

しかし、そのようなタイプの一般的な調整を有する燃料補給システムは、特定の燃料タンクをより多く燃料を補給するという要求がある場合には適合されていない。したがって、航空機の搭載式燃料回路は、常に、具体的な要求にしたがって最適化され得るというわけではない。

したがって、航空機のそれぞれの燃料タンクを燃料補給する方法を改善するという要求が存在する。

本発明の実施形態は、航空機のための航空機燃料補給装置であって、
燃料供給ラインを有し複数のタンク供給ラインに接続された配管と、
前記配管のタンク供給ラインに接続され、前記燃料供給ラインを通じて燃料が補給されるように適合された燃料タンクと、
前記配管に配置され、各燃料タンクを前記燃料供給ラインから切り離すことができるように適合された第１の弁と、
前記第１の弁のそれぞれについて、第１の弁の流量パラメータを見積もることができるようにするキャプターであって、前記配管に配置され、圧力または流量を示す少なくとも１つの信号を供給する、少なくとも１つのキャプターと、を備え、
さらに、
アクチュエータ−第１の弁アセンブリの前記第１の弁のそれぞれに関連付けられ、関連付けられた当該第１の弁の開度の調整を可能にする少なくとも１つのアクチュエータと、
前記アクチュエータ−第１の弁アセンブリにそれぞれ接続され、第１の弁の流量パラメータのデータを使用して、当該第１の弁の開度を調節するように適合された電子制御ユニットと、
を備えることを特徴とする、航空機燃料補給装置を提供する。

したがって、第１の弁のそれぞれが流量制御弁を画定する。そのような構成により、燃料タンクの燃料補給時間の最適化を得ることができる。第１の弁の（決められた開度での）開位置の調整によって、有利には、流量の分配をリアルタイムに制御できるようになる。そのような動的な制御により、燃料補給の終わりに生じうる乱れを防止することが可能となる。特に、民間航空機の翼内タンクの燃料補給が、バランスの取れた燃料の配分で効率的に実施されることが可能である。

さらに、それぞれの開度の調整により、最終的な温度変動（燃料密度を変動させる）の影響を最小化することが可能となる。

特定の特徴によれば、装置は、さらに、前記燃料タンクのうちの少なくとも１つ（好ましくは各タンク）に関連付けられて、対応する燃料タンクについて、燃料レベルを測定しかつ当該測定された燃料レベルを示す少なくとも１つの信号を供給するための、少なくとも１つの計測デバイスを備え、前記電子制御ユニットが、第１の弁の流量パラメータのデータと、燃料レベルのデータとを使用して前記開度を調節するように適合されている。したがって、燃料タンクのうちの１つまたは複数についての、および、好ましくは燃料タンクのそれぞれについての燃料補給速度の最適化が、それぞれの初期の燃料の量を考慮に入れて実施される。

また、本発明の１つの目的は、燃料タンクシステムを燃料補給するように適合された方法を提供することである。

したがって、本発明によれば、
航空機タンクシステムを燃料補給する方法であって、
該システムは、燃料供給ラインと、配管と、燃料タンクと、それぞれの燃料タンクが前記燃料供給ラインから切り離されることを可能にするように適合された第１の弁と、を備えるものであって、
前記燃料供給ラインを介して、決められた流量で前記配管に燃料を供給するステップと、
前記燃料タンク間で前記決められた流量を分配するステップと、
圧力または流量を示す少なくとも１つの信号を供給するように適合された少なくとも１つのキャプターを用いて、第１の各弁について第１の弁の流量パラメータを見積もるステップと、
を含み、さらに、
前記決められた流量の前記分配を実施するために、関連付けられたアクチュエータにより、それぞれの前記第１の弁の開度を調整するステップと、
前記航空機タンクシステムの一部分を構成する電子制御ユニットにより、第１の弁の流量パラメータのデータを用いて、それぞれの前記第１の弁の開度を調節するステップと、
を含むことを特徴とする、方法がさらに提案される。

特定の特徴によれば、本方法は、
燃料補給されることとなる各燃料タンクについて、所望の燃料量をプログラムするステップと、
燃料補給されることとなる各燃料タンクについて燃料レベルを測定するステップ、および、少なくとも１つの計測デバイスによって前記燃料タンク内の燃料レベルを示す信号を供給するステップと、
第１の弁の流量パラメータのデータおよび燃料レベルのデータを用いて、前記電子制御ユニットによって前記開度を調節するステップと、をさらに含む。

任意的に、本方法は、
燃料補給されることとなる前記燃料タンクのうちの少なくとも１つについて、前記燃料タンク内の燃料レベルを示す前記信号と前記配管内の圧力を示す前記信号とを前記電子制御ユニットで処理するステップ、および、前記燃料タンクについて燃料補給を完了するまでの残りの時間を決定することを可能にする少なくとも１つの燃料補給パラメータを作成するステップと、
燃料補給に最も長い時間を必要とする前記燃料タンクのうちの１つの分配比率を増加させるために、前記電子制御ユニットからの少なくとも１つの制御信号に応答して、前記電子制御ユニットによって前記アクチュエータを制御するステップと、をさらに含む。

特定の特徴によれば、本方法は、切り離されることになる前記燃料タンクへの燃料補給の終了を予測するために、前記電子制御ユニットからの少なくとも１つの中断制御信号に応答して、前記燃料供給ラインから燃料タンクを徐々に切り離すステップをさらに含み、
前記中断制御信号は、前記燃料補給パラメータと閾値との比較の後に生成される。

別の特徴によれば、最大の燃料量を必要とする前記燃料タンクに関連付けられた前記第１の弁のうちの１つが、増加され得る初期開度によって調整され、
前記燃料タンクのうちの別のタンクについて、次の条件：
燃料補給を完了するまでの残りの時間が、好ましくは６０秒を超えない所定値未満であること、
燃料タンクの中に注入されることになる残りの燃料量が、好ましくは１トンを超えない所定値よりも少ないこと
のうちの少なくとも１つが存在することが決定されしだい、前記電子制御によって、前記初期開度を増加させるように適合された制御信号が生成される。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として与えられた次に続く説明の間に、当業者に明らかになるであろう。

従来の航空機燃料補給システムを示す図である。 本発明の第１の実施形態による航空機燃料補給装置を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施形態による航空機燃料補給装置を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施形態による弁の配置を示す図である。 所望の燃料量および実際の燃料量を表示する燃料補給インターフェースの一部分を概略的に示す図である。 本発明の第１の実施形態による航空機燃料補給装置の流量制御弁として使用されるように適合されたボール弁を示す図である。 本発明の第１の実施形態による航空機燃料補給装置の流量制御弁として使用されるように適合されたボール弁を示す図である。 本発明において実現される、燃料補給を制御するためのいつくかのステップを含む方法を示す略図である。

それぞれの図面において、同一の要素または類似の要素を指示するために同じ参照記号が使用される。

図１は、Ａ３２０などの民間航空機に燃料補給をするために従来から使用されている航空機燃料補給システム１０の概略図である。この航空機燃料補給システム１０には、燃料供給ライン１３のための燃料供給入口部１２ａを画定している燃料補給連結部１２と、Ｙ字状接続したソレノイド弁１１が設けられている。この例では、中央タンク１４は、燃料タンクの内側で８２５０リットルの容量を有し、翼内タンク１５、１６はそれぞれ６９２５リットルの容量を有している。また、例えば、少なくとも１つの追加中央タンク（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｔａｎｋ）ＡＣＴなどの追加の燃料タンクが設けられることもある（図示せず）。

図２〜図４に示されているように、本発明の実施形態は、燃料補給時間を最小化するために、航空機タンクシステム２１に動的に燃料補給をする装置２０を提供する。そのような装置２０は、例えば図１の例のような３つの燃料タンク１４、１５、１６のような複数の燃料タンクを有する飛行機に対して適切に使用され得る。

図２に図示されている第１の実施形態では、装置２０は、燃料供給ライン１３と、３つのタンク供給ラインと、３つの燃料タンク１４、１５、１６とを備えている。燃料補給配管（以下、配管２２という）は、各燃料タンク１４、１５、１６に接続された個々のパイプを有している。Ｙ字状接続は、配管２２の合流点Ｊを介して形成されている。ここでは、１つの弁（例えばソレノイド弁２３）が、燃料供給入口部１３と合流点Ｊとの間に配置されており、複数の制御可能な弁２４、２５、２６に対するマスター弁として機能するようになっている。第１の実施形態では、弁２４は燃料タンク１４に接続され、弁２５は燃料タンク１５に接続され、弁２６は燃料タンク１６に接続されている。これにより、これらの弁２４、２５、２６がそれぞれ、それぞれの燃料タンクが燃料供給ライン１３から切り離されることを可能にし、燃料が必要に応じて向かわせられ得るようになっている。当然ながら、代わりの任意の数の燃料タンクが使用される場合もあり、燃料供給ライン１３に直接接続されたソレノイド弁２３は任意の適切な実用的な弁によって交換される場合もある。また、オペレータによってマスター弁を開けることが可能となるように、上記マスター弁に、押しボタンまたは同様の手動要素が設けられてもよい。

図２を参照すると、配管２２内の流れの状態を表す物理的パラメータを送信するために１つまたは複数のキャプター３０が設けられている。ここでは、キャプター３０は圧力センサであり、その圧力センサは、合流点Ｊと、燃料供給ライン１３に直接接続されたソレノイド弁２３もしくは同様のマスター弁との間に設置されている。圧力センサまたは同様のキャプター３０は、図２の実施形態では、電子制御ユニットＥＣＵに接続されている。このキャプター３０と、電子制御ユニットＥＣＵに接続された各弁アクチュエータアセンブリとによって、各燃料補給流量の調整の実施が可能となる。キャプター３０に代えて、配管２２に適切に配置され流量を表す信号を供給する１つまたは複数の流量計を用いてもよい。

図２に示されている非限定的な例では、キャプター３０によって検知された配管２２内の圧力についてのデータと、第１の弁２４、２５、２６の開度についてのデータとが電子制御ユニットの受信モジュールＭによって受信される。このモジュールＭは、圧力データおよび位置データを使用して、各第１の弁の流量パラメータを見積もるように構成されている。

弁２４、２５、２６はそれぞれ、燃料流量を調節する流量制御弁を画定するように、アクチュエータおよびポジショナーを装着されるものであってもよい。流量制御弁の構造について非限定的な例を概略的に示す図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、弁本体Ｂはボールであってもよく、このボールは、サーボモータ３１または同様のサーボユニットによって駆動される従来のポジショナー（図示せず）によって回転させられるものであってもよい。ここでは、位置センサ３２によって弁本体Ｂの位置を表す信号が供給される。サーボモータ３１のモータ要素が回転型のとき、位置センサ３２は、弁本体Ｂの角度位置または弁本体Ｂに接続された他のエレメントの角度位置を検知するものであってもよい。弁２４、２５、２６の開度は、図６Ａの全開位置と図６Ｂの閉位置との間で定められる開位置に選択的に調整されてもよい。結果として、流量は、ボール弁の２つの弁ポートの間で調整され得る。アクチュエータは、対応する第１の弁の開度をリアルタイムに調整できるようにする。回転駆動部Ｄの角度位置は、弁本体Ｂの開度を正確に定めることが可能である。弁アクチュエータは、同時係属出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５７６５６に記載されているタイプのものであってもよい。

ここでは高速応答および長寿命を有する直線状のボール弁が説明されているが、第１の弁２４、２５、２６は、必ずしもボール弁または同様の１／４回転ボール弁でなくてもよいことが理解されよう。より一般には、各燃料タンク１４、１５、１６内に貯蔵されることになる燃料または同様の流体の流量もしくは圧力の調整を可能にするために、弁２４、２５、２６はそれぞれ、全開位置と閉位置との間の複数の調整可能な位置をもつ弁本体を含んでいる。

弁２４、２５、２６のポジショナー（典型的にはスマートポジショナーと称される）または同様の駆動エレメントはキャプター３０によって生成された信号に応じて制御される。各弁本体の位置制御には、流量パラメータのデータに加え、燃料レベルのデータをも考慮に入れてもよい。ここでは、燃料レベルのデータは、燃料補給されることになる燃料タンク１４、１５、１６の各燃料レベルを測定することによって得ることができる。測定された燃料レベルを表す信号を電子制御ユニットＥＣＵに供給するために、１つおよび好ましくは複数の計測デバイス３４、３５、３６が各燃料タンク１４、１５、１６に関連付けられていてもよい。第１の各弁２４、２５、２６の開度を動的に調節するために、燃料補給作業の間、電子制御ユニットが、キャプター３０および計測デバイス３４、３５、３６の信号を処理する。キャプター３０または同様の任意のキャプターの信号は第１の弁の流量パラメータデータに変換され、一方、計測デバイス３４、３５、３６の信号は燃料レベルデータに変換される。電子制御ユニットＥＣＵによって受け取られたこれらのデータまたは同様の任意のデータは、各燃料タンク２４、２５、２６の個々の要求を決定するために使用される。

図５を参照し、特定の燃料補給パネル２８および／またはナビゲーションスクリーンによって、各燃料タンクについての所望の燃料量のデータが表示可能となっていてもよい。これらのデータは、オペレータによって燃料補給モードが選択されたときに既知の方式で入力される。セレクタ２９は、そのようなモードが選択されることを可能にし燃料補給作業がプログラムされることを可能にする。対応するインターフェースは、従来のインターフェースであってもよく、各燃料タンク１４、１５、１６内の燃料のプログラムされた量を示す第１の表示領域２８ａと、各燃料タンク１４、１５、１６内で測定された燃料量を示す第２の表示領域２８ｂとを含んでいる。電子制御ユニットＥＣＵは、この種の燃料補給パネル２８に接続されており、有利には、各燃料タンク１４、１５、１６についての所望の燃料量を表す入力データを考慮に入れるものであってもよい。

非限定的な例示の実施形態において、図２の電子制御ユニットＥＣＵによって、前記キャプターの信号、計測デバイスの信号、および、所望の燃料量を表すデータ等の追加の入力データが処理可能となり、これにより、対応する燃料タンクの燃料補給を完了するまでの残りの時間が見積もられる。電子制御ユニットＥＣＵは、上記の信号および入力データを処理することによって生じた情報を使用して燃料補給パラメータを作成するアルゴリズムを含んでいてもよい。例えば、燃料補給パラメータは、燃料タンク１４、１５、１６のうちの１つの中の燃料補給の要求をそれぞれ表す。対応する燃料タンク１４、１５、１６の燃料補給を完了するまでの残りの時間は、そのような燃料補給パラメータを用いて計算され得るので、アルゴリズムは、流量の最適化された配分を決定するようにさらに適合されていてもよい。

図２を参照すると、ここでは、電子制御ユニットＥＣＵは制御モジュール３３を含んでおり、このモジュールは、燃料補給パラメータに応じて、第１の弁２４、２５、２６のうちの１つのアクチュエータを制御するようにそれぞれ適合された複数の制御信号を生成するように構成されている。これらの制御信号は、アルゴリズムによって決定された最適化された配分にしたがって生成される。当然ながら、そのような最適化は航空機の具体的な構成に依存する。制御モジュール３３は、補給パラメータと所定の閾値との比較によって燃料タンク１４、１５、１６のうちの１つの中の燃料補給の終了が迫っていることが示される場合、少なくとも１つの中断制御信号を生成するように適合されていてもよい。中断制御信号に応答して、アクチュエータは、燃料供給ライン１３から関係するタンクを徐々に切り離すために、関連付けられた第１の弁を作動させる。

全体流量（ここではソレノイド弁２３を通過する流量）が一定である通常のケースでは、燃料補給の開始時の燃料タンク１４、１５、１６の流量が同等とされていてもよく、計測デバイス１４、１５、１６によって燃料タンク２４、２５、２６のうちの少なくとも最初のタンクが所望レベル近くに燃料補給されたことが示された場合に、第１の弁２４、２５、２６がそれぞれ異なった開度によって個別に調整されてもよい。

例えば、翼内タンク１５、１６の燃料補給が第１のステップで完了されてもよい。翼内タンク１５、１６のうちの１つのタンク１５の燃料レベルが、所望のレベルに近い所定のレベルになり次第、対応する第１の弁２５の開度が、徐々により低い開度に減少させられてもよい。例示の非限定的な実施形態においては、所定のレベルは、燃料補給を完了するまでの残りの時間（第１の弁開度が減少する前の一定の流量の状態において、電子制御ユニットＥＣＵでの計算に基づく）が３０秒または６０秒よりも短いレベルに対応するものであってもよい。他の適切な閾値が、翼内タンク１５の燃料補給の終了直前に第１の弁開度の減少を開始するために使用されてもよい。

開度のそれぞれの増加量によって第１の弁２５は次第に閉止されるが、他の弁２４、２６のうちの少なくとも１つは、関連付けられたアクチュエータによって作動させられ、これにより、第２のステップで、他の燃料タンク１４、１６のうちの少なくとも１つに、より速い速度で燃料補給をするようになっている。すなわち、燃料補給を加速させるために、流量の自動的な再分配が実施されてもよい。例えば、翼内タンク１５、１６のうちの１つが所望燃料量であって、他の燃料タンクほどの多量の燃料が必要でないときには、中央タンク１４に関連付けられた流量だけが増加されてもよい。任意的に、第１の弁２４、２５、２６の各アクチュエータにより、短い所定の期間内（好ましくは１０秒を超える期間、例えば３０秒以内）に、徐々に切り離しが実施されるようになっていてもよい。

燃料補給時間を最適化するために第１の弁２４、２５、２６の開度は様々な方式で制御されてもよく、上記例に限定されないということが理解されよう。例えば、第１の段階で翼内タンク１５、１６だけが燃料補給され、第２の段階で中央タンク１４の燃料補給が開始されてもよい。より概括的には、燃料補給時間を最小化するために任意の自動インテリジェント制御を使用してもよい。

図２を参照し、電子制御ユニットＥＣＵは、ソレノイド弁２３および第１の弁２４、２５、２６のアクチュエータを制御するための信号を従来の制御ラインを通じて供給するものであってもよく、少なくとも１つのバス３８を介して中央コンピュータまたは同様の端末と通信するものであってもよい。複数の燃料補給の選択肢を利用することができ、オペレータは、各燃料タンク１４、１５、１６内の所望の燃料量を選択するときに、端末において所望の選択肢を選択してもよい。また、電子制御ユニットＥＣＵに低電圧を供給するための、電源（図示せず）との接続部３９が設けられている。任意的に、電子制御ユニットＥＣＵ内の故障や機能停止の場合であっても燃料供給を可能にする追加の電子制御ユニットまたは任意の適切な制御装置を設けてもよい。

図２および図７を参照し、複数の燃料タンク１４、１５、１６が設けられた航空機タンクシステム２１を燃料供給する方法としては、ステップ（Ｐ１）において所望の燃料量をプログラムすることから始めるものであってもよい。次いで、電子中央ユニットＥＣＵは、決められた流量で燃料を配管２２に供給する（Ｓ１）ことによって燃料補給を開始する。この供給は、ソレノイド弁２３または同様のマスター弁の開度を有効にする (Ｓ１０)ことによって実施され、複数の第１の弁２４、２５、２６が、燃料タンク１４、１５、１６の間で決められた流量を適切に分配する（Ｓ１１）ために作動される。任意的に、燃料タンク１４、１５、１６に関連付けられた各流量の計算が、最初に、電子制御ユニットＥＣＵによって実施され、この計算は、燃料タンク１４、１５、１６のそれぞれの中の初期燃料量を表すデータと所望の燃料量を表すデータとを使用して実施される。電子制御ユニットＥＣＵからの初期制御信号は、アクチュエータが、前記計算にしたがって、それぞれの第１の弁２４、２５、２６を比例的に開けることを可能にする。

次いで、電子中央ユニットＥＣＵのモジュールＭ（キャプター３０や第１の弁２４、２５、２６のアクチュエータに接続している）が、前記第１の弁２４、２５、２６のそれぞれについて第１の弁の流量パラメータを見積もる（Ｓ２）。見積り（Ｓ３）と同時または前後に、測定ステップ（Ｓ３）が、各燃料レベルを決定するために、計測デバイス３４、３５、３６によって実施されてもよい。

第１の弁の流量パラメータのデータおよび燃料レベルのデータが電子中央ユニットＥＣＵによって収集された後、次のステップが実施されてもよく、アルゴリズムを使用してもよい。そのようなデータの処理（Ｓ４）は、燃料補給ための個々の要求（残りの燃料量）や流量を見積もるために、リアルタイムに実施される。アルゴリズムは、燃料補給パラメータを作成する(Ｓ５)ように適合されており、このパラメータは、各燃料タンク１４、１５、１６について、燃料補給を完了するまでの残りの時間を決定することを可能にする。代替的に、各流量の妥当性、および燃料補給について関連付けられた要求を表す任意のパラメータが計算されてもよい。その後、アルゴリズムは、燃料タンク１４、１５、１６の優先度を確立するために、それぞれの要求を比較するようになっていてもよい。第１の弁２４、２５、２６のうちの１つにおいて、流量のうちの１つを修正すべきであることを比較（Ｃ１）により決定する場合、アクチュエータの構成は変更されなければならない。換言すれば、アクチュエータの構成の変更についての要求が、比較(Ｃ１)中に決定されることによって、開度の調整を具体的に得ることができる。

したがって、電子制御ユニットＥＣＵは、図７に示されているように、制御信号を送信し、その制御信号は、第１の弁２４、２５、２６のアクチュエータによって受信される（Ｓ６）。次いで、制御ステップ（Ｓ７）において、燃料タンク毎に流量調整のアクティブ制御が実施される。より高い流量へとの要求の変化に応じて、第１の弁２４、２５、２６のうちの少なくとも１つの開度が調整される。この制御の結果、燃料補給に最も長い時間を必要とする燃料タンク１４、１５、１６のうちの１つの分配比率が増加される。

また、切り離されることになる燃料タンクへの燃料補給の終了を予測するために、比較（Ｓ１）が実施されてもよく、燃料供給ライン１３から燃料タンク１４、１５、１６のうちの１つが徐々に切り離され始める。例えば、燃料タンクがその所望のレベルに近いことを表す閾値と燃料補給パラメータとの間の比較がなされる。非限定的な方式では、漸進的な閉止を開始するための基準または閾値は、所定の期間よりも短い燃料補給を完了するまでの計算された残りの時間を表すものであってもよく、または、所定の値よりも少ない燃料タンクの中に注入される残りの燃料量を表すものであってもよい。

燃料タンク１４、１５、１６の燃料補給の終了を予測すると、いくつかの利点が得られる：
流量が重要であるときに、燃料タンク１４、１５、１６の中で波が生成され、この現象は、実際の燃料の量を読み取ることを困難にすること、
図１に示されている従来の燃料補給システムではソレノイド弁１１を閉止すると流量が正確に予測されることはできないが、最終量が所望の量から非常に近くにされることも可能であること。

図２に示されている燃料補給装置２０は、燃料補給が円滑に実現されることを可能にし、燃料補給時間は、各燃料タンク２４、２５、２６の中の要求に応じて電子制御ユニットＥＣＵによって実行される開度制御をによって低減され得る。この燃料補給装置２０は、航空機または適切な任意構造体において「燃料補給中心部」として実装可能である。第１の弁２４、２５、２６は、合流点Ｊに接続される導管の長さを最小化するためにソレノイド弁に近接していてもよい。さらに、燃料補給装置２０は、３つの燃料タンク１５、１５、１６よりも多い燃料タンクに関連付けられていてもよい。２つのＡＣＴ（図示せず）は、追加の導管および追加の第１の弁を用いて燃料補給される場合もある。また、バイパスまたは同様のものが使用されてもよい。耐故障構造を得るために、第１の弁２４、２５、２６がバイパス手段に関連付けられていてもよい。また、１つまたは複数の燃料タンク１４、１５、１６が、２つの別個のアクチュエータが設けられた前記第１の弁２４、２５、２６のうちの１つによって燃料を供給されてもよい。弁本体Ｂが開位置に移動させられることを妨げる故障が起こった際に、そのようなバイパス手段または二次的なアクチュエータが、自動的に使用されてもよい。特定のキャプターは、そのような故障を表す信号を電子制御ユニットＥＣＵに供給するものであってもよい。

図３を参照すると第２の実施形態が示されており、図３では、第１の制御弁２４、２５、２６を用いて図２のような各燃料タンク１４、１５、１６へ向かう流量を制御することが示されている。この第２の実施形態では、第１の弁を開けることについての故障の場合に備えて、第２の弁４４、４５、４６がそれぞれ並列に設けられており、燃料タンク１４、１５、１６の燃料補給を可能にしている。第１の弁２４、２５、２６はスマート弁であると考えてもよく、第２の弁４４、４５、４６にはそれぞれ従来の二位置アクチュエータが設けられてもよい。代替的に、第２の弁４４、４５、４６のうちの少なくとも１つが、中央制御ユニットＥＣＵからの制御信号を受信する特定のアクチュエータによって命令されてもよい。

任意的に、第１の弁２４、２５、２６と並行して、開状態に構成された第２の弁４４、４５、４６によって燃料補給が実施されてもよく、第１の弁２４、２５、２６も活動的に使用されている。そのようなオプションでは、有利には別々の弁のサイズが有利には小型化されてもよく、これは、燃料タンク１４、１５、１６のうちのそれぞれについての流量が２つの弁２４と４４、２５と４５、２６と４６を介して分配されるためである。

図４を参照すると第３の実施形態が示されており、図４では、マスター弁が任意的に除去されており、２つまたは３つの位置を有するセレクタ弁５４、５５、５６が第１の弁２４、２５、２６と各燃料タンク１４、１５、１６との間に接続されている。キャプター３０は燃料供給ライン１３の始点のところに位置付けられてもよい。燃料タンクシステム２１は図２に記載されているものと同様であるが、ここでは耐故障性のものであり、その理由は、下記である：
第１の弁２４、２５、２６のうちの１つで故障が発生し、それにより当該第１の弁が閉位置にブロックされることになると、燃料補給のいかなる中断も回避するために、セレクタ弁の位置の調整によってバイパスを提供することが可能であり、
第１の弁２４、２５、２６のうちの関連付けられた１つが開位置にブロックされたときは、セレクタ弁５４、５５、５６が、燃料タンク１４、１５、１６のうちの１つに対する燃料補給を停止することが可能であるため。

セレクタ弁５４、５５、５６はここでは電子制御ユニットＥＣＵによって制御される四位置弁である。当然ながら、セレクタ弁５４、５５、５６の数は、燃料タンクシステム２１の構成に応じて様々であってもよい。セレクタ弁５４、５５、５６のうちの１つについて故障が起こった場合に通常の燃料補給が可能であるように、セレクタ弁５４、５５、５６のデフォルトの位置（開位置である）は選択可能である。第１の弁２４に関して、２つのセレクタ弁５４、５５を結合するパイプ６０を含むバイパスパイプが、中央タンク１４に接続されたセレクタ弁５４と、第１の弁２５、２６のうちのもう１つと、の間に設けられている。この第１の弁２４をバイパスするために、セレクタ弁５４は、中央タンク１４が他の２つのセレクタ弁５５、５６のうちの１つから来る燃料を受け入れる位置に移動してもよい。他の２つの第１の弁２５、２６がそれぞれ同様にバイパスされてもよい。

また、少なくとも１つのパイプ６０および第１の弁２５、２６のうちの少なくとも１つが、中央タンク１４の燃料補給を加速するために用いられてもよい。この特別の燃料補給モードは、任意的であり、オペレータによって有効にされ得る。

一つの変形形態では、Ｎ１の数の燃料タンク１４、１５、１６の間に、より少ない数または等しい数Ｎ２（Ｎ２≦Ｎ１）の燃料供給ライン１３に関してＹ字状接続して配置された第１の弁２４、２５、２６を使用することによって、燃料供給ライン１３によって供給された流量を分配するように配管２２が配置される。燃料タンク１４、１５、１６に直接接続された１つまたは複数の多方向制御弁を使用することによって、第１の弁２４、２５、２６の数が低減され得る。例えば、図４に示されている第１の弁２５は除去されてもよく、この場合、燃料タンク１５は、２つのセレクタ弁５４、５５および中間パイプ６０を使用することで燃料補給される。代替的に、例えばＡＣＴタンクを含むように、第１の弁２４、２５、２６の数は維持されてもよく、燃料タンク１４、１５、１６の数は増加されてもよい。

図２〜図４を参照すると、燃料供給ライン１３とそれぞれの第１の弁２４、２５、２６との間の平均距離、および、電子中央ユニットＥＣＵと燃料供給ライン１３との間の平均距離は、第１の各弁２４、２５、２６と対応する燃料タンク１４、１５、１６との間の平均距離よりもずっと短いことが好ましい。そのような任意的な構成では、航空機燃料補給装置２０の実装形態は、従来の配管の最小限の修正形態によって行われることが可能である。

本発明は、好適な実施形態に関連して記載されてきた。しかし、これらの実施形態は、単に例示のためのものであり、本発明は、それに限定されない。他の変形形態および修正形態が、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の範囲の中で容易になされることが可能であり、したがって、本発明は、次に続く特許請求の範囲によって限定されることだけが意図されているということが、当業者には理解されるであろう。

ある実施形態では、本発明の実施形態の上記記載で参照された燃料補給配管２２は、燃料タンク１４、１５、１６から航空機のエンジンに燃料を供給するために、または、一方の燃料タンクから別の燃料タンクに燃料を移送するために利用されることも可能である。さらに、燃料補給パラメータは、同様に、燃料タンクの中に注入されることとなる残りの燃料量を決定するために使用され得ることが理解されよう。第１の弁２４、２５、２６が燃料を抜く操作のために作動され得ることも明らかである。

本発明との関連で、用語「燃料」は、例えばケロシンなどのような典型的な航空機燃料に制限されるような意味で解釈されるべきではない。その代わりに、本発明の意味において、用語「燃料」は、代替流体も含むべきであり、代替流体は、１００℃より高い引火点を有することが好ましい。

次に続く特許請求の範囲の中の任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。動詞「備える」およびその活用形の使用は、任意の請求項の中で定義されているものの他にも、任意の他の要素の存在を除外するものではないことが明らかであろう。要素の前の単語「ａ」または「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を除外するものではない。

Claims (20)

1. 航空機のための航空機燃料補給装置（２０）であって、
   燃料供給ライン（１３）を有し複数のタンク供給ラインに接続された配管（２２）と、
   前記配管（２２）のタンク供給ラインに接続され、前記燃料供給ライン（１３）を通じて燃料が補給されるように適合された燃料タンク（１４、１５、１６）と、
   前記配管（２２）に配置され、各燃料タンク（１４、１５、１６）を前記燃料供給ライン（１３）から切り離すことができるように適合された第１の弁（２４、２５、２６）と、
   前記第１の弁（２４、２５、２６）のそれぞれについて、第１の弁の流量パラメータを見積もることができるようにし、前記配管（２２）に配置され、圧力または流量を示す少なくとも１つの信号を供給する、少なくとも１つのキャプター（３０）であって、前記配管（２２）内の圧力を検知し圧力を表す少なくとも１つの信号を供給する少なくとも１つの圧力キャプターを有する少なくとも１つのキャプター（３０）と、
   を備え、
   第１の各弁（２４、２５、２６）は、全開位置と閉位置との間で調整可能な複数の位置となる弁本体を有することを特徴とし、
   さらに、
   アクチュエータと第１の弁のアセンブリの前記第１の弁（２４、２５、２６）のそれぞれに関連付けられ、関連付けられた当該第１の弁の開度を、全開位置、閉位置、およびその間で調整可能な複数の位置の中から選ばれる一定の位置で調整可能にする少なくとも１つのアクチュエータと、
   前記アクチュエータと第１の弁のアセンブリのそれぞれに接続された電子制御ユニット（ＥＣＵ）であって、前記第１の弁（２４、２５、２６）から位置データを受信し、かつ、圧力のデータと位置データとを用いて、第１の各弁の流量パラメータを見積もる受信モジュール（Ｍ）と、第１の弁のその流量パラメータのデータを使用して、当該第１の弁の開度を調節するように適合された制御モジュール（３３）とを有する電子制御ユニット（ＥＣＵ）と、
   を備えることを特徴とする、航空機燃料補給装置（２０）。
2. さらに、
   前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの少なくとも１つに関連付けられて、対応する燃料タンクについて、燃料レベルを測定しかつ当該測定された燃料レベルを示す少なくとも１つの信号を供給するための、少なくとも１つの計測デバイス（３４、３５、３６）を備え、
   前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が、
   第１の弁の流量パラメータのデータと、燃料レベルのデータとを使用して前記開度を調節するように適合されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）が、
   前記キャプター（３０）の前記信号と、
   前記計測デバイス（３４、３５、３６）の前記信号と、
   前記燃料タンクのそれぞれについての所望の燃料量を表す入力データと、
   を処理するように適合されており、
   前記信号および入力データを処理して生じた情報を用いて、対応する燃料タンクの燃料補給完了までの残りの時間を決定することを可能にする燃料補給パラメータを作成するアルゴリズムと、
   前記燃料補給パラメータに応じて、前記第１の弁（２４、２５、２６）のうちの１つの前記アクチュエータを制御するようにそれぞれ適合された複数の制御信号を生成するように適合された制御モジュール（３３）と、
   を備える、請求項２に記載の装置。
4. 前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）の前記制御モジュール（３３）は、
   燃料補給パラメータと閾値との比較によって前記燃料タンクの燃料補給の終了が迫っていることが示される場合に、少なくとも１つの中断制御信号を生成するように適合されており、
   対応するアクチュエータが、前記燃料供給ライン（１３）から前記燃料タンクを徐々に切り離すために、前記中断制御信号に応答して、前記関連付けられた第１の弁を作動させるように設けられている、請求項３に記載の装置。
5. 前記対応するアクチュエータは、所与の期間より短くない所定の期間のあいだに、徐々に切り離しが実施されることを可能にするように適合されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記対応するアクチュエータは、１０秒より短くない所定の期間のあいだに、徐々に切り離しを可能にするように適合されている、請求項４に記載の装置。
7. それぞれの前記第１の弁（２４、２５、２６）がボール弁であって、該ボール弁には、当該第１の弁の開度をリアルタイムに調整するように適合されたアクチュエータが設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記燃料供給ライン（１３）に直接接続され、その燃料供給ライン（１３）を介して前記配管（２２）に燃料を供給する、少なくとも１つの追加の弁を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの少なくとも１つが、
   一方では、前記アクチュエータによって作動される前記第１の弁（２４、２５、２６）のうちの１つに接続され、
   他方では、第２の弁（４４、４５、４６）に接続されている、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記第２の弁（４４、４５、４６）が、電子制御ユニットによって制御されるように適合された特定のアクチュエータによって作動される、請求項９に記載の装置。
11. 前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの少なくとも１つは、２つの別個のアクチュエータが設けられた前記第１の弁（２４、２５、２６）のうちの１つを介して燃料が供給されるように適合されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの１つと前記第１の弁（２４、２５、２６）のうちの１つ目の弁との間に配置されたセレクタ弁を備え、前記セレクタ弁と前記第１の弁のうちの２つ目の弁との間にバイパスパイプが設けられており、
    前記セレクタ弁は、複数の位置のうちの少なくとも１つを選択するように設けられており、前記複数の位置のうちの１つが前記第１の弁のうちの前記１つ目の弁がバイパスされることを可能にする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記配管（２２）は、
    前記燃料供給ラインに関してＹ字接続で配置された、Ｎ２の数の第１の弁を使用することによって、かつ、複数の前記燃料タンク（１４、１５、１６）に直接接続された少なくとも１つの多方向制御弁を使用することによって、前記燃料供給ライン（１３）により供給された流量を分配するように、Ｎ１の数（Ｎ１≧Ｎ２）の燃料タンクの間に配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 航空機タンクシステム（２１）を燃料補給する方法であって、
    該システム（２１）は、燃料供給ライン（１３）と、配管（２２）と、燃料タンク（１４、１５、１６）と、それぞれの燃料タンクが前記燃料供給ラインから切り離されることを可能にするように適合された第１の弁（２４、２５、２６）と、を備えるものであって、
    前記燃料供給ラインを介して、決められた流量で前記配管に燃料を供給するステップ（Ｓ１）と、
    前記燃料タンク間で前記決められた流量を分配するステップ（Ｓ１１）と、
    圧力または流量を示す少なくとも１つの信号を供給するように適合された少なくとも１つのキャプターを用いて、第１の各弁について第１の弁の流量パラメータを見積もるステップ（Ｓ２）であって、そのキャプター（３０）は、前記配管（２２）内の圧力を検知し圧力を表す少なくとも１つの信号を供給する少なくとも１つの圧力キャプターを有している、ステップ（Ｓ２）と、
    を含み、さらに、
    前記決められた流量の前記分配を実施するために、関連付けられたアクチュエータにより、それぞれの前記第１の弁（２４、２５、２６）の開度を調整するステップであって、前記第１の弁（２４、２５、２６）は、全開位置と閉位置との間で調整可能な複数の位置となる弁本体を有しており、該第１の弁の開度は、全開位置、閉位置、およびその間で調整可能な複数の位置の中から選ばれる一定の位置で調整されるようになっている、ステップと、
    航空機タンクシステム（２１）の一部を構成する電子制御ユニット（ＥＣＵ）の受信モジュール（Ｍ）によって、前記第１の弁（２４、２５、２６）から位置データを受信し、前記圧力のデータと位置データとを用いて第１の各弁の流量パラメータを見積もるステップと、
    前記航空機タンクシステム（２１）の一部分を構成する電子制御ユニット（ＥＣＵ）の制御モジュール（３３）により、第１の弁の流量パラメータのデータを用いて、それぞれの前記第１の弁（２４、２５、２６）の開度を調節するステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。
15. 燃料補給されることとなる各燃料タンクについて、所望の燃料量をプログラムするステップ（Ｐ１）と、
    燃料補給されることとなる各燃料タンク（１４、１５、１６）について燃料レベルを測定するステップ（Ｓ３）、および、少なくとも１つの計測デバイス（３４、３５、３６）によって前記燃料タンク内の燃料レベルを示す信号を供給するステップと、
    第１の弁の流量パラメータのデータおよび燃料レベルのデータを用いて、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって前記開度を調節するステップと、
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 燃料補給されることとなる前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの少なくとも１つについて、前記燃料タンク内の燃料レベルを示す前記信号と前記配管（２２）内の圧力を示す前記信号とを前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）で処理するステップ（Ｓ４）、および、前記燃料タンクについて燃料補給を完了するまでの残りの時間を決定することを可能にする少なくとも１つの燃料補給パラメータを作成するステップ（Ｓ５）と、
    燃料補給に最も長い時間を必要とする前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの１つの分配比率を増加させるために、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）からの少なくとも１つの制御信号に応答して、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって前記アクチュエータを制御するステップ（Ｓ７）と、
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 切り離されることになる前記燃料タンクへの燃料補給の終了を予測するために、前記電子制御ユニット（ＥＣＵ）からの少なくとも１つの中断制御信号に応答して、前記燃料供給ラインから燃料タンクを徐々に切り離すステップをさらに含み、
    前記中断制御信号は、前記燃料補給パラメータと閾値との比較の後に生成される、請求項１６に記載の方法。
18. 最大の燃料量を必要とする前記燃料タンクに関連付けられた前記第１の弁（２４、２５、２６）のうちの１つが、増加され得る初期開度によって調整され、
    前記燃料タンク（１４、１５、１６）のうちの別のタンクについて、次の条件：
    燃料補給を完了するまでの残りの時間が所定値未満であること、
    燃料タンクの中に注入されることになる残りの燃料量が所定値よりも少ないこと
    のうちの少なくとも１つが存在することが決定されしだい、前記電子制御によって、前記初期開度を増加させるように適合された制御信号が生成される、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 燃料補給を完了するまでの前記残り時間が、６０秒を超えない所定値未満である、請求項１８に記載の方法。
20. 燃料タンクの中に注入されることになる残りの燃料量が１トンを超えない所定値よりも少ない、請求項１８に記載の方法。

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