专利名称：用于加油锥管组件的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明的领域大体涉及在飞行中的加油锥管，并且更具体而言，涉及这样的用于空中加油锥管的方法和系统其提供确切地对加油探管进行闩锁指示、减少受迫闩锁/分离、在锥管端部处而非卷机端部处测量软管张力，以及将软管张力测量结果和确切的闩锁指示传输给软管卷机控制系统。
背景技术：
目前的探管和锥管空中加油系统在受油机飞机用加油探管在锥管上推进时，在测量软管张力减小量的基础上推断出受油机飞机探管与运油机飞机锥管的联接。现有技术中的至少两种已知的种类试图解决该问题，两者均使用在软管卷机处获得的测量结果。一种方法使用对液压的不平衡的检测来推断出受油机的联接。另一种方法使用测压元件来测量软管张力的变化而推断出联接。这些方法中的两者均遭受摩擦以及空气动力和受油机飞机引起的导致联接的错误推断的力所产生的错误指示。使用这样的方法是因为在锥管处无法获得动力(包括电力、液压动力、气动动力)来允许有另外的远程感测，以给出联接的确切指示和控制。可使用电池，但是电池有容量、加热、充电和动力寿命的方面的问题要处理。另一种方法是在空中加油软管中结合电线或光纤等等。从操作复杂性、耐用性、成本和安全的角度看，这两者均是不合需要的。
发明内容
在一个实施例中，一种加油锥管联接系统包括结合在联接出口中的联接闩锁组件，其中，联接闩锁组件包括构造成配合地接合加油探管的互补性闩锁接收部件的闩锁部件。联接闩锁组件进一步包括操作性地联接到闩锁部件上的闩锁部件促动器，以容许闩锁部件从第一锁定位置运动到第二解锁位置。探管位置传感器构造成检测加油探管的位置。 软管张力传感器构造成测量联接到联接入口上的软管中的张力。锥管控制系统定位在加油锥管联接系统上，并且通讯联接到R锁部件促动器、探管位置传感器和软管张力传感器上。在另一个实施例中，一种操作加油锥管组件的方法包括将受油飞机的加油探管插入从运油机飞机延伸的加油锥管组件的开口中，检测加油锥管组件的预定位置上的加油探管的存在，以及使用促动器来将加油锥管组件的闩锁部件接合到加油探管的互补性闩锁接收部件上。在又一个实施例中，一种空中加油系统包括构造成从运油机飞机延伸到加油软管的远端处的加油锥管联接系统。加油锥管联接系统包括联接闩锁组件，其包括构造成配合地接合加油探管的互补性闩锁接收部件的闩锁部件，联接闩锁组件进一步构造成使用闩锁部件促动器来使R锁部件从第一锁定位置运动到第二解锁位置；软管张力控制子系统，其定位在运油机飞机中，并且联接到与远端相对的加油软管的近端上；以及锥管控制器，其无线地通讯联接到定位在运油机飞机中的软管张力控制器上。
328闩锁部件促动器
330第二端
332第一臂
334第二臂
336闩锁组件偏置部件
338闩锁接收部件
340探管套环
342缩回方向
344顺时针方向
346纵向轴线
348倾斜表面具体实施方式
以下详细描述以实例的方式而非限制的方式示出了本发明的实施例。该描述清楚
地使得本领域技术人员能够制造和使用本公开，描述了本公开的若干实施例、修改、变型、 备选方案和用法，包括目前所相信的执行本公开的最佳模式。描述了本公开应用于一个示例性实施例，即操作锥管加油系统的系统和方法。但是，构想到这个公开可一般地应用于工业、商业和民用应用中的流体联接。如本文所用，以单数叙述且以词语“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当理解为不排除复数个元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的参照不意图解释为排除也结合了所叙述的特征的另外的实施例的存在。本发明的实施例提供了确定受油机飞机探管是否与加油锥管联接的确切的、确定的手段，以便允许加油系统软管卷机控制系统恰当地启动软管张力调节以及防止有害的软管抖动。实施例还提供在低的力水平处确切地联接探管和锥管的手段，因而允许在较宽的飞行速度和高度包络上操作。另外，还可从受油机飞机或运油机飞机中的任一个来命令进行明确的断开(由于紧急情况、失效等的原因)。另外，实施例提供了在锥管处的软管负荷的直接测量结果，从而缓解了由于试图通过如在现有系统中常用的那样测量软管卷机处的软管负荷(通过测压元件或液压)来推断出锥管处的软管负荷所导致的问题。虽然描述成其中如传统的那样运油机引导受油机的运油机飞机/受油机飞机构造，但是本发明的实施例还容许有其中受油机在运油机的前面而运油机在后面的构造。在这个构造中，运油机沿着软管将燃料向上泵送到受油机，而非运油机沿着软管将燃料向下泵送到后面的受油机。图I是部署有根据本发明的一个示例性实施例的加油锥管组件102的加油飞机 100的侧视图。在该示例性实施例中，加油锥管组件102包括连接到加油软管108的远端部分106上的加油锥管篮104，加油软管108继而连接到飞机100上。软管卷机110和软管张力控制系统112定位在加油飞机100上。软管张力控制系统112构造成保持作用于加油锥管组件102上的力(例如(但不限于)空气动力阻力、重力、加油探管和动态力)平衡，使得加油锥管组件102的位置控制得到保持。在加油操作期间，加油锥管篮104从加油飞机100朝诸如(但不限于)战斗机或直升机的受油机飞机114(待加油的飞机)退绕。加油探管116从受油机飞机114延伸。受油机飞机114将加油探管116操纵到加油锥管篮104，并且将加油探管116插入加油锥管篮 104的向后的开口 118，这时，加油联接件(在图I中未显示)“锁定”到加油探管116上， 并且进行从加油飞机100到受油机飞机114的燃料传送。图2是根据本发明的一个示例性实施例的加油锥管组件102 (在图I中显示)的侧视图。在该示例性实施例中，加油锥管篮104通过篮套环202和软管端部连接器204来联接到软管108上。在各种实施例中，使用冲压空气涡轮206来产生电能，以对加油锥管组件102的构件提供动力。还可使用冲压空气涡轮206在操作期间的回转效应来稳定加油锥管组件102的位置。在各种其它实施例中，可使用电缆208来在加油锥管组件102和飞机 100之间传送电能和/或控制信号。在另外的其它实施例中，加油锥管组件102可由加油锥管组件102上携带的电池210提供动力。图3是根据本发明的一个示例性实施例的加油锥管组件102和加油探管116的侧视局部剖面图。在该示例性实施例中，加油锥管组件102包括锥管控制器302，在一个实施例中，锥管控制器302通过加油锥管组件102上的通讯链路304和软管张力控制系统112 处的链路306而使用无线连接来通讯联接到软管张力控制系统112上。锥管控制器302包括用于执行本文描述的经编程的指令的处理器307和存储器309。加油锥管组件102还包括加油探管位置传感器308，加油探管位置传感器308构造成检测加油探管116在加油锥管组件102中的存在，即加油探管116相对于进入加油锥管组件102中的加油探管116的预定插入位置的位置。软管张力传感器313通过通讯链路311来通讯联接到软管张力控制系统112上。闩锁组件310包括闩锁部件312，闩锁部件312包括第一枢轴端314、锁定滚子316 和第二枢轴端318。闩锁组件310还包括肘杆(toggle)部件320，肘杆部件320包括细长本体322，细长本体322具有构造成接合枢转地联接到闩锁部件促动器328上的凸轮326 的第一端324和包括垂直地延伸的第一臂332和第二臂334的第二端330，所述第一臂332 联接到闩锁组件偏置部件336上，所述第二臂334联接到所述闩锁部件312上。锁定滚子 316构造成接合加油探管116的互补性闩锁接收部件338。在该示例性实施例中，闩锁接收部件338包括形成于加油探管116的探管套环340中的周向凹槽。在操作期间，为了启动加油程序，根据操作员的输入，或者响应于预先编程的指令，软管108通过软管张力控制系统112来自动地从卷机110放出。当软管108放出到预定长度时，受油飞机114则靠近加油锥管组件102，并且将加油探管116插入开口 118中。 闩锁组件310在解锁位置上，使得促动器328沿缩回方向342定位，这容许肘杆部件320沿顺时针方向344旋转，这继而使锁定滚子316抽离纵向轴线346。使用较小的量的力就能够插入加油探管116。当加油探管位置传感器308检测到加油探管116存在于加油锥管组件 102内的预定位置处时，锥管控制器302则命令闩锁组件310促动，从而将锁滚子316定位成与闩锁接收部件338接合。通过使用加油锥管组件102，这个程序容许以较少的力插入加油探管116，并且容许确切地确定加油探管116在用于将锁定滚子316闩锁到闩锁接收部件338上的恰当位置上。一旦加油探管116确切地与加油锥管组件102接合，锥管控制器302 则命令软管张力控制系统112操作来控制软管108中的张力。在另一个实施例，在闩锁组件310在锁定位置的情况下，锁定滚子316朝纵向轴线 346凸出，并且阻碍加油探管116进入加油锥管组件102中。通过使用迫使肘杆部件320克服偏置部件336而起作用的较大的力来克服这种阻碍，以容许通过向上拱起探管套环340 的倾斜表面348而使锁定滚子316被推出加油探管116的路径。在加油操作结束时或在非正常状况下，或者运油机飞机100或者受油机飞机114 可将脱开信号发送给锥管控制器302，以使加油探管116与加油锥管组件102自动脱开。在脱开期间，锥管控制器302将信号发送给闩锁部件促动器328，使闩锁部件促动器328运动到使锁定滚子316与闩锁接收部件338脱开的解锁位置。然后就能够以较小的量的脱开力将加油探管116拉离加油锥管组件102。本发明的实施例通过使用诸如(但不限于)机械开关、光学开关或接近检测开关的传感器，或者通过使用加速计所检测到的脉冲波形，或者通过以上的组合来确切地确定加油探管完全闩锁在闩锁锥管联接组件中，并且通过借助于例如应变仪变换器来测量锥管组件处的软管负荷，以及然后通过无线数据链路(RF、电光、光纤等)将这些实况和测量结果传输给运油机软管张力控制系统，以便软管张力控制系统在形成有害的软管甩鞭(whip) 之前开始调节软管张力，以及在运油机和受油机相对运动期间通过锥管处的软管负荷的直接测量结果来改进软管张力的调节的质量。如本文所用，用语处理器指的是中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其它电路或处理器。如本文所用，用语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在存储器(包括RAM 存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器)中以由处理器307执行的任何计算机程序。以上存储器类型仅是示例性的，并且因而不限制能够用来存储计算机程序的存储器的类型。如基于前述说明书将理解的那样，可通过使用计算机编程或工程技术(包括计算机软件、固件、硬件或它们的任何组合或子集)来实现本公开的上面描述的实施例，其中， 技术效果在于探管和锥管的空中加油操作的安全性的改进和在可其上进行加油操作的操作包络的改进(扩大的高度和飞行速度的范围)。具有计算机可读代码手段的任何这样产生的程序可在一个或多个计算机可读介质内体现或提供，从而根据本公开的论述的实施例来制造计算机程序产品，即制造品。计算机可读介质可为例如(但不限于)固定(硬)驱动器、磁盘、光盘、磁带、半导体存储器(例如只读存储器(ROM))和/或任何传输/接收介质，例如互联网或其它通讯网络或链路。可通过执行直接来自一个介质的代码、通过将代码从一个介质拷贝到另一个介质或者通过在网络上传输代码来制造和/或使用含有计算机代码的制造品。操作锥管加油系统的方法和系统的上面描述的实施例提供了确保加油探管确切地联接到加油锥管上的成本有效且可靠的手段。更具体而言，本文描述的方法和系统有助于以较低的轴向力进行联接。另外，上面描述的方法和系统有助于对锥管组件供应动力。因此，本文描述的方法和系统有助于联接和脱开加油锥管组件和加油探管，直接测量和传输软管负荷，以及以成本有效且可靠的方式传递系统状态和健康状况。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这样的其它实例意图处于权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种加油锥管联接系统，所述系统包括从联接入口延伸到联接出口的流体通道，所述流体通道包括在所述联接出口附近限定所述流体通道的阀座；阀塞组件，其包括构造成接合所述座以防止流通过所述流体通道的阀塞和包括偏置部件的促动器组件；联接到所述联接出口上的联接R锁组件(310)，所述联接円锁组件包括构造成配合地接合受油机探管(116)的互补性闩锁接收部件(338)的闩锁部件，所述联接闩锁组件进一步包括操作性地联接到所述闩锁部件上的闩锁部件(312)促动器，以容许所述闩锁部件从第一锁定位置运动到第二解锁位置；构造成检测所述受油机探管的位置的探管位置传感器(308)；构造成测量联接到所述联接入口上的软管中的张力的软管张力传感器(313);以及定位在所述加油锥管联接系统上且通讯联接到所述R锁部件促动器、所述探管位置传感器和所述软管张力传感器上的锥管控制系统。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括定位在所述加油锥管联接系统上且构造成对所述加油锥管联接系统供应动力的锥管动力供应系统。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括锥管动力供应系统， 所述锥管动力供应系统包括定位在所述加油锥管联接系统上的冲压空气涡轮(206)和电池(210)，以及电联接在所述锥管动力供应系统和外接动力供应之间的电缆(208)中的至少一个。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括软管张力控制子系统(112)，所述软管张力控制子系统(112)包括联接成与所述流道处于流连通的加油软管(108)；构造成绕着轴线(346)旋转以存放和放出所述加油软管的卷机(110);以及驱动地联接到所述卷机上的促动器(328)。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述软管张力控制子系统通讯联接到所述锥管控制系统上，并且构造成接收来自所述软管张力传感器(313)的与软管张力有关的信号。
6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述联接闩锁组件(310)包括肘杆部件 (320)，所述肘杆部件(320)包括细长本体(322)，所述细长本体(322)具有构造成接合枢转地联接到所述闩锁部件(328)促动器上的凸轮(326)的第一端(324)和包括垂直地延伸的第一臂和第二臂(332，334)的第二端(330)，所述第一臂联接到闩锁组件偏置部件(336) 上，所述第二臂联接到所述闩锁部件上。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述联接闩锁组件(310)构造成在所述联接闩锁组件在所述解锁位置上时，使用第一量的轴向力来锁定到所述受油机探管(116) 上，并且在所述联接闩锁组件在所述锁定位置上时，使用第二量的轴向力来锁定到所述受油机探管上，其中，所述第一量的轴向力小于所述第二量的轴向力。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述联接闩锁组件(310)构造成使用足以克服所述闩锁组件偏置部件施加的力的第一量的轴向力来锁定到所述受油机探管(116) 上。
9.一种空中加油系统(102)，包括构造成从运油机飞机延伸到加油软管(108)的远端处的加油锥管联接系统，所述加油锥管联接系统包括联接R锁组件(310)，所述联接円锁组件(310)包括构造成配合地接合受油机探管(116)的互补性闩锁接收部件(338)的闩锁部件(312)，所述联接闩锁组件进一步构造成使用闩锁部件促动器(328)来使所述闩锁部件运动成从第一锁定位置运动到第二解锁位置；定位在所述运油机飞机中且联接到与所述远端相对的所述加油软管的近端上的软管张力控制子系统；以及无线地通讯联接到定位在所述运油机飞机中的软管张力控制器上的锥管控制器 (302)。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括构造成检测受油机探管的位置且将与检测到的位置有关的信号传输给所述锥管控制器(302)的受油机探管 (116)位置传感器(308)。
全文摘要
本发明涉及用于加油锥管组件的方法和系统。提供了加油锥管联接系统。该系统包括从联接入口延伸到联接出口的流体通道，包括在联接出口附近限定流体通道的阀座；阀塞组件，包括构造成接合座以防止流通过流体通道的阀塞和包括偏置部件的促动器组件；联接到联接出口的联接闩锁组件，包括构造成接合受油机探管的闩锁接收部件的闩锁部件，联接闩锁组件还包括联接到闩锁部件以容许闩锁部件从第一锁定位置运动到第二解锁位置的闩锁部件促动器；构造成检测探管的位置的探管位置传感器；构造成测量联接到联接入口的软管的张力的软管张力传感器；及定位在加油锥管联接系统上且通讯联接到闩锁部件促动器、探管位置传感器和软管张力传感器的锥管控制系统。
文档编号B64D39/00GK102582839SQ20121002264
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者F·萨焦三世, L·W·斯蒂马克, M·L·特纳, M·S·费尔德曼 申请人:通用电气航空系统有限责任公司