專利名稱：燃料加注控制系統(tǒng)和燃料加注的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料加注控制系統(tǒng)。更具體地，但不排它地，本發(fā)明涉及一種用于控制飛機(jī)上的至少一個燃料箱的燃料加注的燃料加注控制系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種為飛機(jī)上的至少一個燃料箱進(jìn)行燃料加注的方法。
背景技術(shù)：
歷史上，燃料加注控制系統(tǒng)主要基于人為操作和“呆德曼(deadman)”開關(guān)之間的相互作用。當(dāng)人為操作壓下“呆德曼”開關(guān)時，燃料通過燃料加注聯(lián)接裝置被從地面設(shè)備泵送到飛機(jī)的燃料箱中。燃料箱中的燃料水平指示器測量燃料箱中的燃料水平和該信息被反饋給人為操作。然后，當(dāng)燃料箱充滿(或者接近充滿)時，人為操作可以釋放“呆德曼”開關(guān)，并且因此終止燃料加注過程。然而，如果在燃料加注過程應(yīng)該終止時存在故障，燃料加注可能會繼續(xù)，導(dǎo)致燃料經(jīng)由燃料箱排放系統(tǒng)溢出。該故障可以是燃料水平指示設(shè)備中的故障或者是提供給操作者的人為操作的數(shù)據(jù)解釋中的故障。這種燃料的溢出具有火災(zāi)或者污染的風(fēng)險。另外，對于飛機(jī)機(jī)翼結(jié)構(gòu)來說，為了處理溢出情況，排放系統(tǒng)的尺寸設(shè)計成處理在燃料加注聯(lián)接裝置處的最大可能燃料加注壓力，使得機(jī)翼結(jié)構(gòu)不經(jīng)受比最大可允許壓力大的壓力。這意味著排放系統(tǒng)比所需要的更大并且更重，以處理這種故障模式。在燃料加注過程中也可以使用稱作“電子帳單”的程序。在電子帳單中，基于飛機(jī)上還有的燃料和下一次飛行所需的燃料計算所需要的燃料量。該計算通常在飛機(jī)已經(jīng)著陸之前執(zhí)行。然后將所需的燃料量輸入到地面設(shè)備以確定輸送到飛機(jī)的燃料的量。電子帳單的使用幫助使燃料加注過程自動化并且使燃料溢出的可能性最小。然而，具有電子帳單的系統(tǒng)仍然存在溢出的風(fēng)險。本發(fā)明設(shè)法緩解上述問題?？蛇x擇地或者另外地，本發(fā)明設(shè)法提一種改進(jìn)的燃料加注控制系統(tǒng)。改進(jìn)的燃料加注控制系統(tǒng)可以提高燃料加注的速度、降低溢出的風(fēng)險或者以另一種方式進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種用于控制飛機(jī)上的至少一個燃料箱的燃料加注的燃料加注控制系統(tǒng)，燃料加注控制系統(tǒng)包括監(jiān)視設(shè)備，用于監(jiān)視與燃料加注過程相關(guān)的數(shù)據(jù)；控制裝置，用于從所述監(jiān)視設(shè)備接收所述數(shù)據(jù)；以及燃料加注閥，用于控制燃料到燃料箱的流動，其中，所述燃料加注閥可由控制裝置控制，使得燃料箱的燃料加注基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)而被控制。在該說明書的上下文中，數(shù)據(jù)可以是單數(shù)和復(fù)數(shù)的。換句話說，所監(jiān)視的數(shù)據(jù)可以僅僅是一種數(shù)據(jù)(單數(shù)數(shù)據(jù))。術(shù)語數(shù)據(jù)用來描述任何種類的信息，例如，指示局部狀態(tài)(例如溫度、壓力或者流量)的值或者模擬或數(shù)字信號。采用控制裝置控制燃料加注閥使得燃料加注過程能夠?qū)崿F(xiàn)自動化。因此，如果所監(jiān)視的數(shù)據(jù)指示燃料箱接近滿的或者是滿的，則控制裝置將自動控制燃料加入閥以關(guān)閉該閥并且阻止更多的燃料被傳送到燃料箱。優(yōu)選地，監(jiān)視設(shè)備包括用于監(jiān)視局部狀態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)視裝置，并且控制裝置被布置成響應(yīng)于局部狀態(tài)數(shù)據(jù)來控制燃料箱的燃料加注，以允許燃料在不同的局部狀態(tài)下的不同特性?？梢栽谌剂霞幼⑵陂g或者之前僅以有限的次數(shù)(例如一次或者兩次)監(jiān)視局部狀態(tài)數(shù)據(jù)。 更優(yōu)選地，監(jiān)視設(shè)備包括用于監(jiān)視溫度(例如燃料溫度)和燃料箱的空氣壓力中的至少之一的監(jiān)視裝置，使得控制裝置布置成根據(jù)已經(jīng)在燃料箱中的燃料和要輸送到燃料箱的燃料的溫度和/或壓力(尤其是溫度)的不同來控制燃料箱的燃料加注，以允許燃料在燃料箱中期望的膨脹/收縮。例如，如果通過地面設(shè)備被供給到燃料箱的燃料處于比已經(jīng)在飛機(jī)燃料箱中的燃料的溫度高的溫度下，則控制裝置布置成由于較熱的加載的燃料使已經(jīng)在燃料箱中的較冷的燃料變熱而確定飛機(jī)燃料箱中的燃料的體積的可能增大。然后，從加載到燃料箱的燃料的總量減去該增大的體積。燃料加注閥可以被布置成據(jù)此被控制，從而阻止燃料箱溢出。優(yōu)選地，控制裝置布置成允許基于局部溫度的燃料的期望的粘度以及期望的流量，并且布置成控制燃料加注閥的打開，以維持到燃料箱的可接受燃料流量。在較冷的情況下，燃料具有增大的粘度和較慢的流量。因此，控制裝置可以布置成控制燃料加注閥打開更大以在較低溫度下提供可接受的流量(因此可接受的燃料加注時間)。在較熱的情況下，燃料具有降低的粘度以及較快的流量(對于給定的傳送壓力)。因此，控制裝置可以布置成控制燃料加注閥關(guān)閉更多以在更高的溫度下提供可接受的流量。隨著流量增大，由燃料流動產(chǎn)生的靜電荷(ESD)的量增多。因此，必須控制燃料流動以將ESD維持在可接受的水平。因此，可以在世界各地的不同氣候條件下和不同的季節(jié)將燃料流量保持在可接受的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，監(jiān)視設(shè)備包括用于監(jiān)視在燃料加注期間排出的損耗的量的監(jiān)視裝置，使得控制裝置布置成接收燃料箱的剩余容量的指示并且據(jù)此控制燃料箱的燃料加注。這通過已加載的燃料提供從燃料箱排出的損耗的量的指示。這給出了已加載的燃料的量的精確測量，允許燃料箱中的燃料膨脹。所排出的損耗的測量可以與已加載的燃料的測量結(jié)合使用，以允許已加載的燃料的量的更精確管理。更優(yōu)選地，損耗監(jiān)視裝置與燃料箱的排放出口連接以使排放出口與大氣隔離，并且損耗監(jiān)視裝置布置成監(jiān)視排出的損耗的量。使燃料箱排放出口隔離意味著可以捕獲排出的損耗并且阻止損耗中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)污染局部大氣。優(yōu)選地，損耗監(jiān)視裝置布置成監(jiān)視排出的損耗的流量、體積、溫度和/或壓力。這提供了對加載到燃料箱的燃料的量(例如體積)與從燃料箱排出的損耗的量的進(jìn)行交互檢查的獨(dú)立的數(shù)據(jù)源。優(yōu)選地，控制裝置布置成評估所指示的燃料箱中的燃料的量是否對應(yīng)于所指示的排出的損耗量，并且如果不對應(yīng)，則控制裝置布置成控制燃料加注閥以在安全工作模式下操作或者使燃料加注閥關(guān)閉。因此，如果損耗數(shù)據(jù)和加載的燃料數(shù)據(jù)相對應(yīng)，則控制裝置正常起作用。然而，如果數(shù)據(jù)組不對應(yīng)(在安全工作范圍內(nèi))，則控制裝置可以布置成控制燃料加注閥以在安全工作模式下操作直到數(shù)據(jù)組相對應(yīng)，或者當(dāng)數(shù)據(jù)組不對應(yīng)時可以布置成控制燃料加注閥以終止燃料加注過程。
更優(yōu)選地，燃料加注控制系統(tǒng)包括用于捕獲所排出的損耗的捕獲裝置，所述捕獲裝置能夠不起作用使得所排出的損耗不再被捕獲。當(dāng)捕獲裝置不起作用時，所排出的損耗可以不再被監(jiān)視，使得所指示的燃料箱中的燃料的量將不對應(yīng)于所指示的排出的損耗的量。這意味著如果損耗捕獲裝置不起作用(例如，由于安全原因)，損耗數(shù)據(jù)和燃料數(shù)據(jù)將不對應(yīng)，則控制裝置將控制燃料加注閥以在安全工作模式下工作或者終止燃料加注過程。這在使燃料箱燃料加注到最大容量時是尤其有用的。優(yōu)選地，監(jiān)視設(shè)備還包括燃料箱水平指示器，用于指示燃料箱中的燃料的水平，和/或流動指示器，用于指示燃料到燃料箱中的流動。這些提供燃料箱中的燃料的量的另外指
/Jn o優(yōu)選地，控制系統(tǒng)包括多個燃料加注閥，每個燃料加注閥控制燃料到不同的燃料箱中的流動，其中，燃料加注閥可由控制裝置分別控制，使得不同燃料箱的燃料加注布置成基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)而被控制。這允許不同的燃料加注閥(并且因此，不同的燃料箱的燃料加注)被分別地控制。例如，可以基于以下數(shù)據(jù)的中的任一個或者任何組合來不同地填充燃料箱每個燃料箱中的局部狀態(tài)(例如溫度/壓力)、在開始燃料加注之前每個燃料箱中的燃料的指示水平、每個燃料箱中的燃料的指示水平、流到每個燃料箱中的燃料、從燃料箱排出的損耗的量/體積以及從燃料箱排出的損耗的壓力/溫度/速度。另外，燃料加注閥可以被布置成被控制以管理燃料箱的燃料加注，從而保持ESD在可接受水平內(nèi)。當(dāng)燃料被驅(qū)使通過閥并且通過變化的流動方向時，由于燃料中的剪切效應(yīng)而產(chǎn)生ESD (靜電荷)。例如，不同的燃料箱具有通向燃料箱的不同長度的管路，這影響了能“放松的”燃料中的ESD的量。進(jìn)一步遠(yuǎn)離燃料加注聯(lián)接裝置的燃料箱(遠(yuǎn)端燃料箱)將具有更長長度的管路并且因此這允許燃料在更長的長度上“放松”并且因此降低燃料中的ESD。將期望更靠近燃料加注聯(lián)接裝置的燃料箱以在到達(dá)燃料箱時的燃料中具有更大量的ESD0另外，例如，由管道中的彎曲產(chǎn)生的燃料中的紊流也會產(chǎn)生ESD。因此，考慮這些因素，燃料加注閥能布置為通過控制到不同的燃料箱的燃料流量而被控制，以將在進(jìn)入燃料箱時的燃料中的ESD保持到可接受的水平。另外，燃料加注閥可以布置為被控制成管理燃料箱的燃料加注，以使燃料加注時間最小化。例如，基于燃料箱中的燃料的燃料粘度和/或溫度差異以及還將被加載的燃料，燃料加注閥可以被控制為在其最佳開口設(shè)置。優(yōu)選地，監(jiān)視設(shè)備的一個或更多個監(jiān)視裝置包括自測試設(shè)備，使得自測試設(shè)備能估計監(jiān)視裝置是否正常起作用并且將其指示到控制裝置，并且其中控制裝置可以基于監(jiān)視數(shù)據(jù)控制燃料加注閥，同時如果監(jiān)視裝置被認(rèn)為未正常起作用，則認(rèn)為存在來自一個或更多個監(jiān)視裝置的監(jiān)視數(shù)據(jù)可能是不正確的情況。因此，燃料加注控制系統(tǒng)的各個部件可以持續(xù)被監(jiān)視以在燃料加注之前和燃料加注的整個過程中識別故障，并且可以據(jù)此控制燃料加注閥。這使溢出情況的風(fēng)險最小化。優(yōu)選地，監(jiān)視設(shè)備被布置為在燃料加注的整個過程中監(jiān)視數(shù)據(jù)，使得控制裝置被布置為在燃料加注的整個過程中基于監(jiān)視數(shù)據(jù)控制燃料加注閥。這意味著被輸送到不同的燃料箱的燃料加注過程和燃料的量在燃料加注的整個過程中可以被有效地控制，從而允許在燃料加注過程中改變數(shù)據(jù)。這允許燃料加注系統(tǒng)不必采用固定的限流器并且允許燃料加注過程以更高的流量進(jìn)行并且因此更快。例如，如果燃料箱的溫度在燃料加注的整個過程中被監(jiān)視，隨著燃料箱的溫度改變，燃料的期望膨脹/收縮將改變并且因此更多或更少的燃料將能夠被輸送到燃料箱。本發(fā)明還提供包括如上所述的燃料加注控制系統(tǒng)的飛機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供一種用于對飛機(jī)上的至少一個燃料箱進(jìn)行燃料加注的方法，該方法包括以下步驟設(shè)置燃料加注閥以控制燃料到燃料箱的流動，確定與燃料加注過程相關(guān)的數(shù)據(jù)，以及控制燃料加注閥使得基于所確定的數(shù)據(jù)控制燃料箱的燃料加注。優(yōu)選地，該方法包括以下步驟確定局部狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于所確定的局部狀態(tài)數(shù)據(jù)控制燃料加注閥，以允許燃料在不同的局部狀態(tài)下的不同特性。優(yōu)選地，監(jiān)視在燃料加注期間排出的損耗的量，使得將燃料箱的剩余容量的指示傳送給控制器，并且其中控制裝置控制燃料加注閥并且基于燃料箱的剩余容量的指示控制燃料箱的燃料加注。優(yōu)選地，設(shè)置多個燃料加注閥，每個燃料加注閥控制到不同的燃料箱的燃料的流動，其中，控制器布置為分別控制燃料加注閥，使得控制器基于確定的數(shù)據(jù)控制不同燃料箱的燃料加注。優(yōu)選地，該方法包括在整個燃料加注過程中監(jiān)視數(shù)據(jù)，并且其中基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)在整個燃料加注過程中控制燃料加注閥。優(yōu)選地，該方法包括基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)確定多少燃料將被加載到燃料箱中的燃料加注前步驟。這允許對將被加載的燃料的估計量進(jìn)行計算，使得地面上的操作者在開始燃料加注前對將要加載的燃料的量具有初始估計。優(yōu)選地，該方法包括當(dāng)所指示的燃料箱中燃料的量到達(dá)所需的燃料量時控制燃料加注閥以逐步關(guān)閉的步驟。這使得燃料加注管道中和燃料加注閥處的涌動壓力最小化。優(yōu)選地，該方法包括控制燃料加注閥以減少燃料加注時間的步驟。這允許燃料加注過程被自動控制以使燃料加注時間最佳化。顯然，燃料加注時間越短，對于操作飛機(jī)的航線和提供燃料的機(jī)場來說越經(jīng)濟(jì)。在發(fā)明名稱為“Improvements Relating to Venting Gas from a Tank，，、代理機(jī)構(gòu)案卷號為“XA3044”、與本申請具有相同的申請日的UK專利申請中描述并且要求了損耗捕獲裝置。該申請的內(nèi)容在此通過引用而全部并入。本申請的權(quán)利要求可以并入該專利申請中公開的特征中的任何一個特征。在發(fā)明名稱為“A Refuel Valve Assembly and Method for Refuelling anAircraft”、代理機(jī)構(gòu)案卷號為“XA 3063”、與本申請具有相同的申請日的UK專利申請中描述并且要求了燃料加注閥。該申請的內(nèi)容在此通過引用而全部并入。本申請的權(quán)利要求可以并入該專利申請中公開的特征中的任何一個特征。當(dāng)然，可以理解，關(guān)于本發(fā)明的一個方面描述的特征可以并入本發(fā)明的其它方面。例如，本發(fā)明的方法可以并入?yún)⒖急景l(fā)明的設(shè)備描述的特征中的任何一個特征，反之亦然。


以下將參考所附示意圖僅以示例的方式描述本發(fā)明的實施方式，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例進(jìn)行燃料加注的飛機(jī)的示意性平面圖；以及
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例進(jìn)行燃料加注的飛機(jī)的更詳細(xì)的示意平面圖。
具體實施例方式圖1示意性示出了飛機(jī)100，該飛機(jī)100具有左側(cè)機(jī)翼(當(dāng)在飛機(jī)中向前看時左側(cè)上的機(jī)翼)中的左側(cè)燃料箱111、中央燃料箱112和右側(cè)燃料箱113。該飛機(jī)還具有位于飛機(jī)的主體中的第一輔助燃料箱114和第二輔助燃料箱115。另外，飛機(jī)100具有在每個機(jī)翼的外側(cè)區(qū)域中的緩沖/通氣燃料箱。左側(cè)機(jī)翼中的緩沖燃料箱以118表示并且左側(cè)機(jī)翼中的緩沖燃料箱以117表示。燃料箱總體以110表示。每個燃料箱110具有從燃料加注聯(lián)接裝置140和閥組件130通向燃料箱的分離的燃料加注管路120。到左側(cè)燃料箱的燃料加注管路以121表示，燃料管路通向中央燃料箱122、右側(cè)燃料箱123、第一輔助燃料箱124和第二輔助燃料箱125。與不同的燃料箱110相關(guān)聯(lián)的每個燃料加注管路120在閥組件130中具有與其相關(guān)聯(lián)的閥(未示出)。這些閥控制燃料從燃料加注聯(lián)接裝置140和閥組件130通過燃料加注管路120到不同的燃料箱110的流動。圖1中還示出了地面設(shè)備，總體上以200表示，包括燃料加注車210。燃料管路220將燃料加注車210連接到燃料加注聯(lián)接裝置140。損耗捕獲裝置250連接到右側(cè)緩沖燃料箱117上的端口，以從緩沖燃料箱117捕獲損耗。損耗捕獲裝置250經(jīng)由損耗管路230連接到損耗監(jiān)視室240。損耗監(jiān)視室240布置在隨后收集損耗的加注車210上。損耗捕獲裝置250具有位于其上的閥結(jié)構(gòu)251，該閥結(jié)構(gòu)在某些情況下阻止損耗從緩沖燃料箱117流到加注車210。例如，如果沒有來自加注車210的吸入壓力或者如果在緩沖箱117中的壓力被認(rèn)為太小，則閥結(jié)構(gòu)251保持關(guān)閉。現(xiàn)在參考圖2，更詳細(xì)地示出了飛機(jī)100和地面設(shè)備200的各種監(jiān)視和控制設(shè)備。另外，可以看出，圖2中示出的飛機(jī)100包括第三輔助箱116。該第三輔助箱116具有通向閥組件130的燃料加注管路126 (未示出)。在圖2中可以看出，每個燃料箱110內(nèi)具有水平指示器310。在每個燃料中的水平指示器310監(jiān)視該燃料箱中的燃料水平，并且可以通過燃料箱水平指示器數(shù)據(jù)給送線路310a將該量給送到水平指示器計算機(jī)320。左側(cè)燃料箱水平指示器以311表示并且左側(cè)燃料箱水平指示器數(shù)據(jù)給送線路以311a表示。采用相同的方式，以312表示具有數(shù)據(jù)給送線路312a的右側(cè)燃料箱水平指示器。以313表示具有數(shù)據(jù)給送線路313a的中央燃料箱水平指示器，以314表示具有數(shù)據(jù)給送線路314a的第一輔助燃料箱水平指示器，以315表示具有數(shù)據(jù)給送線路315a的第二輔助燃料箱水平指示器并且最后以316表示具有數(shù)據(jù)給送線路316a的第三輔助燃料箱水平指示器。燃料水平指示器計算機(jī)320通過數(shù)據(jù)給送線路331與閥控制計算機(jī)330連接。因此，燃料箱水平信息可以被發(fā)送到計算機(jī)330以控制閥。溫度傳感器380設(shè)置在飛機(jī)100的右側(cè)機(jī)翼燃料箱中，并且監(jiān)視留在燃料箱中的任何燃料的溫度。溫度傳感器380布置在右側(cè)機(jī)翼燃料箱的底部處，使得該傳感器能測量燃料的溫度，并且如果燃料箱中沒有燃料，該傳感器將測量燃料箱中的空氣溫度。該燃料/空氣溫度數(shù)據(jù)通過線路380a被給送到性能分析計算機(jī)360。該性能分析計算機(jī)360通過數(shù)據(jù)給送線路332連接到閥控制計算機(jī)330。
另外，監(jiān)視飛機(jī)100外部的空氣的溫度和壓力的外圍溫度傳感器371和外圍壓力傳感器372也分別通過數(shù)據(jù)給送線路371a和372a連接到性能分析計算機(jī)360。損耗管路230連接到損耗流量計280和真空泵270。真空泵270用來通過損耗捕獲裝置250和損耗管路230施加吸力以將損耗抽出緩沖燃料箱117。當(dāng)損耗通過損耗管路230時，流量計280監(jiān)視流動通過損耗管路230的損耗的量。關(guān)于損耗的量的該數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)給送線路280a被給送到性能分析計算機(jī)360。當(dāng)?shù)竭_(dá)燃料加注車210上的損耗監(jiān)視室240時，借助于損耗監(jiān)視室240中的損耗溫度傳感器241和損耗壓力傳感器242測量損耗的溫度和壓力。損耗的溫度和壓力數(shù)據(jù)分別通過數(shù)據(jù)給送線路241a和242a被發(fā)送到性能分析計算機(jī)360。加注車210還包括燃料加注流量計221 (未示出)。該燃料加注流量計測量燃料從加注車到燃料加注聯(lián)接裝置140的流動。該信息通過數(shù)據(jù)給送線路221a被給送到性能分析計算機(jī)360。另外，圖2示出了與燃料加注車210相關(guān)聯(lián)的“呆德曼開關(guān)”260。如果該開關(guān)260被壓下，燃料可以只從燃料加注車210輸送到燃料加注聯(lián)接裝置140。一旦壓力從開關(guān)260移除，燃料加注將關(guān)閉并且將不再有燃料從燃料加注車210輸送到燃料加注聯(lián)接裝置140，直到開關(guān)被再次壓下。如上所述，閥控制計算機(jī)330具有與燃料水平指示器計算機(jī)320連接的數(shù)據(jù)給送線路331和與性能分析計算機(jī)360連接的數(shù)據(jù)給送線路332。閥控制計算機(jī)330還與地面350以及飛機(jī)電力總線340連接。閥控制計算機(jī)330具有通向閥組件130的各種數(shù)據(jù)給送線路390。閥組件130還與地面350連接。重要的是，圖2是示意圖并且實際上閥組件130位于飛機(jī)100的右側(cè)機(jī)翼上，如圖1所示并且在圖2中以圓形標(biāo)記130表示。來自閥控制計算機(jī)330的各種數(shù)據(jù)給送線路390給送以控制閥組件130內(nèi)的設(shè)備，從而打開和關(guān)閉與不同的燃料加注管路120和燃料箱110相關(guān)聯(lián)的閥?？梢钥闯?，存在來自閥控制計算機(jī)330的通向閥組件130的十二條線路390。這些數(shù)據(jù)給送線路390中的一條連接到燃料加注電磁鐵，一條線路連接到燃料加注電磁鐵，三條線路均連接到驅(qū)動馬達(dá)，用于使左側(cè)、中央和右側(cè)燃料箱閥中的每一個轉(zhuǎn)動，四條線路連接到閥組件130中的壓力換能器并且三條線路均連接到轉(zhuǎn)動編碼器，用于使左側(cè)、中央和右側(cè)燃料箱閥中的每一個轉(zhuǎn)動到需要位置。不存在用于與輔助燃料箱114、115,116相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動馬達(dá)或者轉(zhuǎn)動編碼器的分離的數(shù)據(jù)給送線路。這是因為控制燃料到左側(cè)燃料箱111、中央燃料箱112和右側(cè)燃料箱113的流動的閥也用于控制燃料到第一輔助燃料箱114、第二輔助燃料箱115和第三輔助燃料箱116的流動。在燃料加注開始前，各個燃料箱110中的燃料箱水平指示器310經(jīng)由燃料箱水平指示線路311a、312a等將每個燃料箱中的燃料的量指示到水平指示器計算機(jī)320。該信息被顯示在飛機(jī)控制設(shè)備上并且能夠傳送到地面設(shè)備200或者通過飛機(jī)工作人員傳送到地面設(shè)備工作人員。為了開始燃料加注，燃料加注車210的燃料管路220連接到飛機(jī)機(jī)翼上的燃料加注聯(lián)接裝置140。然后，損耗捕獲裝置250連接到損耗燃料箱117上的端口。在地面設(shè)備200和飛機(jī)100之間的電氣連接也通過數(shù)據(jù)給送線路221a、241a、242a和280a實現(xiàn)。另外，在飛機(jī)100和地面設(shè)備200之間實現(xiàn)電氣接地。啟動壓縮機(jī)270，使得損耗能夠被從損耗燃料箱117抽出。當(dāng)需要時，損耗捕捉裝置250上的閥結(jié)構(gòu)251使得由壓縮機(jī)270產(chǎn)生的吸入僅被施加到通氣燃料箱117。在可以開始燃料加注之前，進(jìn)行自檢查過程。在該過程中，測試飛機(jī)100上的閥控制和測量設(shè)備以及地面設(shè)備200的測量和安全功能。如果認(rèn)為這些均能正確地工作，則開始燃料加注。為了對飛機(jī)100進(jìn)行燃料加注，地面設(shè)備200的操作者壓下“呆德曼開關(guān)”260。從而啟動燃料加注車210上的泵(未示出)，以從加注車通過燃料管路220泵送燃料并且將燃料泵送到燃料加注聯(lián)接裝置140和閥組件130中。當(dāng)閥組件130中存在來自泵送的燃料的燃料加注壓力時，閥組件打開以允許閥組件中的各個閥選擇性地將燃料輸送到各個燃料箱110。在整個燃料加注過程中，由監(jiān)視裝置371和372記錄的外圍溫度和壓力被給送到性能分析計算機(jī)360。另外，飛機(jī)溫度、損耗溫度和壓力、損耗流量和體積以及燃料加注流體積也被給送到性能分析計算機(jī)360。在整個燃料加注過程中，性能分析計算機(jī)360基于外圍溫度確定加注車210中的燃料的期望粘度。并且其還確定在外圍溫度和飛機(jī)溫度之間的溫度差異(例如由于來自地面設(shè)備200的相對熱的燃料與燃料箱110中的較冷的飛機(jī)燃料相混合)并且采用該溫度差異計算燃料的預(yù)計膨脹。采用這種方式，性能分析計算機(jī)360為每個飛機(jī)燃料箱110計算由于已經(jīng)在燃料箱中的冷的燃料被由地面設(shè)備200舉升的燃料加熱而產(chǎn)生的熱膨脹導(dǎo)致的燃料體積的增大。然后，從由燃料箱水平指示器計算機(jī)320初始指示的要加載的燃料的總體積減去計算出的燃料膨脹。這保證了可以保持體積的兩個百分點的膨脹的安全限制。另外，性能分析計算機(jī)360為每個燃料箱閥調(diào)整閥的位置使得更高粘度(冷)的燃料將導(dǎo)致更大的閥開口并且低粘度(熱)燃料將導(dǎo)致更小的閥開口。性能分析計算機(jī)360 —直監(jiān)視外圍溫度和飛機(jī)溫度，以便將任何變化信號發(fā)送到閥控制計算機(jī)330。性能分析計算機(jī)360還檢查從燃料箱排出的損耗的體積并且將其與通過燃料管路220被加注的燃料的體積進(jìn)行比較。如果在燃料加注期間的任何時間，這些量不對應(yīng)在安全工作范圍內(nèi)，則性能分析計算機(jī)360將對閥控制計算機(jī)330表示出現(xiàn)故障。這將啟動閥控制計算機(jī)330在安全工作模式操作直到水平相對應(yīng)或者閥控制計算機(jī)終止燃料加注過程。這保證了溢出風(fēng)險最小化。另外，燃料箱水平指示器310將燃料加注過程中每個燃料箱中的燃料的水平的指示發(fā)送到燃料箱水平指示器計算機(jī)320。該指示也被輸入到閥控制計算機(jī)330，使得燃料箱燃料加注閥的打開和關(guān)閉可以基于所指示的每個燃料箱中的燃料的水平進(jìn)行。當(dāng)燃料水平指示器310 (或者任何其它指示器或者指示器的結(jié)合)表示燃料箱接近充滿時，閥組件130中的相應(yīng)閥由閥控制計算機(jī)330控制以逐漸關(guān)閉。例如，每個閥可以在接近四分鐘的時間段內(nèi)從其先前位置逐漸關(guān)閉。理想地，閥需要比大約30秒長一點的時間來關(guān)閉。這降低了燃料加注管路120中以及燃料加注閥處的損耗壓力。在燃料加注整個過程中，閥控制計算機(jī)330控制閥組件130中的閥的打開和關(guān)閉，以控制到每個燃料箱110的燃料的流動。閥控制計算機(jī)330以這種方式進(jìn)行以使燃料加注時間最小化，并且同時還保持燃料中的靜電電荷(ESD)在可接受水平內(nèi)。這通過限制燃料的最大流動來實現(xiàn)。另外，如上所述，基于來自性能分析計算機(jī)360的信息和水平燃料箱指示器310，閥控制計算機(jī)330還考慮燃料粘度、燃料膨脹、燃料箱中的燃料的水平、通過燃料加注聯(lián)接裝置輸入的燃料的量以及從燃料箱排出的損耗的量。在燃料加注過程中的任何時間，如果燃料加注系統(tǒng)的部件中任一部件的自檢查功能失敗，這將被指示到閥控制計算機(jī)330。然后，閥控制計算機(jī)330可以據(jù)此調(diào)節(jié)燃料加注。例如，來自失敗的監(jiān)視裝置的數(shù)據(jù)可以有效地被忽略。作為選擇，閥控制計算機(jī)可以被設(shè)計為如果監(jiān)視裝置之一指示為正經(jīng)歷失敗則切斷燃料加注。盡管已經(jīng)參考具體實施方式
描述并且示出了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以對本發(fā)明進(jìn)行在此未具體示出的多個不同變形?，F(xiàn)在將僅通過示例的方式描述某些可能的變形。圖2的實施例不具有燃料箱壓力傳感器。作為選擇，也可以設(shè)置燃料箱壓力傳感器。另外，可以為各個燃料箱設(shè)置燃料箱溫度和/或壓力傳感器。具體地，可以在中央燃料箱和/或輔助燃料箱中設(shè)置溫度和/或壓力傳感器。這是因為這些燃料箱經(jīng)歷與右側(cè)機(jī)翼燃料箱不同的狀態(tài)，而期望左側(cè)機(jī)翼燃料箱經(jīng)歷與右側(cè)機(jī)翼燃料箱相似的溫度/壓力。例如，中央燃料箱是飛機(jī)的機(jī)身的一部分并且由機(jī)身遮蔽而與外圍溫度分離。因此，期望中央燃料箱中的燃料箱溫度的升高比機(jī)翼燃料箱更低，例如在降落在具有高的空氣溫度的機(jī)場后。另外，包含在中央燃料箱中的燃料通常首先用于飛行并且被給送到左側(cè)和右側(cè)機(jī)翼燃料箱以給送到飛機(jī)發(fā)動機(jī)。左側(cè)機(jī)翼燃料箱和右側(cè)機(jī)翼燃料箱中的燃料可以被能從發(fā)動機(jī)泵返回的未使用的燃料加熱。因此，在長時間飛行后，中央燃料箱中的少量未使用的燃料可以處于比機(jī)翼燃料箱中的剩余燃料更低的溫度下。輔助燃料箱被安裝在機(jī)身的加壓區(qū)域中并且因此被暴露于更高的機(jī)艙空氣溫度，并且與中央燃料箱和機(jī)翼燃料箱相比相對更熱。輔助燃料箱通常直接給送燃料到中央燃料箱，在中央燃料箱中，燃料被分散到左側(cè)燃料箱和右側(cè)燃料箱以給送到發(fā)動機(jī)。輔助燃料箱在著陸時應(yīng)該是空的，但是留在這些燃料箱中的少量燃料可能會處于比其它燃料箱更高的溫度。作為另一選擇，可以設(shè)置識別燃料水平和粘度的另外和/或可選擇方法。作為另一選擇，可以設(shè)置另外的輔助燃料箱。例如在單通道飛機(jī)上可以使用高達(dá)六個輔助燃料箱。作為另一選擇，加注車210中的燃料的期望粘度是基于從設(shè)置在燃料加注車中并且與燃料接觸的溫度傳感器獲得的溫度。作為另一選擇，燃料管路220可以與飛機(jī)的相對機(jī)翼(即左側(cè)機(jī)翼)上的燃料加注聯(lián)接裝置140接合。作為選擇，燃料管路220可以與右側(cè)機(jī)翼和左側(cè)機(jī)翼兩者連接。類似地，損耗捕獲裝置250可以設(shè)置在飛機(jī)的損耗燃料箱117、118之一或者兩者處。作為另一選擇，可以采用加油栓代替燃料加注車210。在上述描述中，已經(jīng)提及了具有已知的、顯然的或者可預(yù)見的等同替換的整數(shù)或元件，則這種等同替換在此被并入，就好像單獨(dú)闡述過。用于確定本發(fā)明的真實范圍的權(quán)利要求應(yīng)該被構(gòu)造成包括任何這種等同替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該理解，作為優(yōu)選的、有利的、方便的等方面所描述的本發(fā)明的整數(shù)或特征是可選的并且不限制獨(dú)立權(quán)利要求的范圍。另外，應(yīng)該理解，盡管在本發(fā)明的一些實施例中存在可能的益處，但是這種可選的整數(shù)或特征在其它實施例中可以是不需要的，并且因此可以不存在。
權(quán)利要求
1.一種用于控制飛機(jī)上的至少一個燃料箱的燃料加注的燃料加注控制系統(tǒng)，所述燃料加注控制系統(tǒng)包括 監(jiān)視設(shè)備，用于監(jiān)視與燃料加注過程相關(guān)的數(shù)據(jù)； 控制裝置，用于從所述監(jiān)視設(shè)備接收所述數(shù)據(jù)；以及 燃料加注閥，用于控制燃料到所述燃料箱的流動， 其中，所述燃料加注閥能夠由所述控制裝置控制，使得所述燃料箱的燃料加注能夠基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)而被控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視設(shè)備包括用于監(jiān)視局部狀態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)視裝置，并且所述控制裝置被布置成響應(yīng)于局部狀態(tài)數(shù)據(jù)來控制所述燃料箱的燃料加注，以允許燃料在不同的局部狀態(tài)下的不同特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視設(shè)備包括用于監(jiān)視所述燃料箱的溫度和空氣壓力至少之一的監(jiān)視裝置，使得所述控制裝置布置成根據(jù)已經(jīng)在所述燃料箱中的燃料與要輸送到所述燃料箱的燃料的溫度和/或壓力的不同來控制所述燃料箱的燃料加注，以允許燃料在所述燃料箱中的期望的膨脹/收縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置布置成允許基于局部溫度的燃料的期望的粘度以及期望的流量，并且布置成控制所述燃料加注閥的打開，以維持到所述燃料箱的可接受燃料流量。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視設(shè)備包括用于監(jiān)視在燃料加注期間排出的損耗的量的損耗監(jiān)視裝置，使得所述控制裝置布置成接收所述燃料箱的剩余容量的指示并且因此控制所述燃料箱的燃料加注。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述損耗監(jiān)視裝置與所述燃料箱的排放出口連接，以使所述排放出口與大氣隔離，并且所述損耗監(jiān)視裝置能夠監(jiān)視所排出的損耗的量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述損耗監(jiān)視裝置布置成監(jiān)視所排出的損耗的流量、體積、溫度和/或壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求5— 7中的任一項權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述控制裝置能夠評估所指示的燃料箱中的燃料的量是否對應(yīng)于所指示的排出的損耗的量，并且如果不對應(yīng)，則所述控制裝置能夠控制所述燃料加注閥以在安全工作模式下操作或者使所述燃料加注閥關(guān)閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述燃料加注控制系統(tǒng)包括用于捕獲所排出的損耗的捕獲裝置，所述捕獲裝置能夠不起作用使得所排出的損耗不再被捕-獲
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視設(shè)備還包括用于指示所述燃料箱中的燃料的水平的燃料箱水平指示器或用于指示燃料到所述燃料箱中的流動的流動指示器。
11.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)包括多個燃料加注閥，每個燃料加注閥控制燃料到不同燃料箱中的流動，其中，所述燃料加注閥能夠由所述控制裝置分別控制，使得所述不同燃料箱的燃料加注能夠基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)而被控制。
12.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視設(shè)備的一個或更多個監(jiān)視裝置包括自測試設(shè)備，使得所述自測試設(shè)備能估計所述監(jiān)視裝置是否正常起作用并且將其指示到所述控制裝置，并且其中所述控制裝置能夠基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)控制所述燃料加注閥，同時如果所述監(jiān)視裝置被認(rèn)為未正常起作用，則認(rèn)為存在來自一個或更多個監(jiān)視裝置的監(jiān)視數(shù)據(jù)可能是不正確的情況。
13.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視設(shè)備被布置為在燃料加注的整個過程中監(jiān)視數(shù)據(jù)，使得所述控制裝置被布置為在燃料加注的整個過程中基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)控制所述燃料加注閥。
14.一種飛機(jī)，所述飛機(jī)包括如權(quán)利要求1 一 13中的任一項權(quán)利要求所述的燃料加注控制系統(tǒng)。
15.一種用于對飛機(jī)上的至少一個燃料箱進(jìn)行燃料加注的方法，該方法包括以下步驟 設(shè)置燃料加注閥以控制燃料到所述燃料箱的流動， 確定與燃料加注過程相關(guān)的數(shù)據(jù)，以及 控制所述燃料加注閥，使得基于所確定的數(shù)據(jù)控制所述燃料箱的燃料加注。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該方法包括以下步驟 確定局部狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及 響應(yīng)于所確定的局部狀態(tài)數(shù)據(jù)控制所述燃料加注閥，以允許燃料在不同的局部狀態(tài)下的不同特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，監(jiān)視在燃料加注期間排出的損耗的量，使得將所述燃料箱的剩余容量的指示傳送給控制器，并且其中所述控制裝置控制所述燃料加注閥并且基于所述燃料箱的剩余容量的指示控制所述燃料箱的燃料加注。
18.根據(jù)權(quán)利要求15- 17中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，設(shè)置多個燃料加注閥，每個燃料加注閥控制到不同的燃料箱的燃料的流動，其中，將控制器布置為分別控制所述燃料加注閥，使得所述控制器基于所確定的數(shù)據(jù)控制不同燃料箱的燃料加注。
19.根據(jù)權(quán)利要求15- 18中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，該方法包括在整個燃料加注過程中監(jiān)視所述數(shù)據(jù)，并且其中基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)在整個燃料加注過程中控制所述燃料加注閥。
20.根據(jù)權(quán)利要求15- 19中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，該方法包括基于所監(jiān)視的數(shù)據(jù)確定多少燃料將被加載到所述燃料箱中的燃料加注前步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求15- 20中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，該方法包括當(dāng)所指示的所述燃料箱中的燃料的量到達(dá)所需的燃料量時控制所述燃料加注閥以逐步關(guān)閉的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求15- 21中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，該方法包括控制所述燃料加注閥以減少燃料加注時間的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于控制飛機(jī)(100)上的至少一個燃料箱(111，112，113，14，115，116)的燃料加注的燃料加注控制系統(tǒng)，所述燃料加注控制系統(tǒng)包括監(jiān)視設(shè)備(241，242，280，371，372，380，311，312，313，314，315，316，221)，用于監(jiān)視與燃料加注過程相關(guān)的數(shù)據(jù)；控制裝置(330)，用于從所述監(jiān)視設(shè)備接收所述數(shù)據(jù)；以及燃料加注閥(130)，用于控制燃料到燃料箱的流動，其中，所述燃料加注閥能夠由控制裝置控制，使得所述燃料箱的燃料加注基于監(jiān)視數(shù)據(jù)而被控制。本發(fā)明還提供一種對飛機(jī)上的至少一個燃料箱進(jìn)行燃料加注的方法。
文檔編號B67D7/36GK103038133SQ201180037079
公開日2013年4月10日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者C·R·弗倫奇 申請人:空中客車運(yùn)營有限公司