专利名称：在飞行中将飞行器与加油机燃料加注装置相连的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个在飞行中将飞行器与加油机燃料加注装置相连的装置。
该连接装置特别装备于军用飞机如战斗机或部队和/或物资运输机以及直升机，这些飞机为了更好的完成任务需要在它们的飞行过程中加注燃料。
燃料加注是通过一架加油机实现的，该加油机上设有至少一个连接装置，该至少一个连接装置包括与加油机的至少一个油箱进行液体交换的加油管或类似装置，该连接装置在与待加油飞机的连接装置相连后可以确保燃料从加油机一个或几个油箱转移到被加油飞机的一个或几个油箱中。
当然，加油机本身也可以装备一个用于飞行中被加油时从另一架加油机上加注燃料的连接装置。
目前使用在被加油飞行器上的连接装置通常包括固定中空连接杆，适于通过其远端与加油机的加油装置相配合；以及固定在被加油飞机的结构上的支撑装置，特别固定在上部分和机身纵向对称面的前方，所述支撑结构用作带有所述杆的固定基座，并装备有内部管道，允许将所述被加油飞机的待充满的油箱与连接杆近端相连。
考虑到连接杆在与加油装置的管道相连时和输送燃料期间在连接杆上产生的力，恢复和承受由连接杆传递的力(力和力矩)的支撑结构被设计为是刚性的。
根据已知的第一种实现方法，支撑结构包括一个带有内部通道的回转主体以及支撑主体的三个支架。更特别的是，主体前面与连接杆的近端相连，而所述主体的后面与用于将在主体内部循环的燃料带到油箱的液体管路相连。沿主体布置的三个支架一方面与主体固定，另一方面在外部依靠在机身外壳上，同时固定在机身的横向结构框架上，在固定结构的帮助下相对外壳位于内侧。
三个支架因此构成相对框架的嵌入连接，用于将力传递到框架上，而回转主体与所述杆施加的弯曲力矩相对。
根据已知的第二种实现方式，所述杆的支撑结构也包括通过外壳固定在机身结构框架上的三个支架，所述三个支架相互之间通过平板以限定了非常刚性的箱式结构的方式固定连接，该箱式结构的内部构成内部通道。连接杆以近端由固定在箱式结构的前支座上。这种实现方式可以降低在与飞机结构嵌入中产生的应力强度，但缺点是加入刚性节点而且机身几乎不可变形。
虽然这些方式被广泛采用，可是这些连接装置还是有缺点，主要原因是由于它们的刚性。
因为，如果这些嵌入的方案可以有效地恢复在连接杆上施加、并在与加油机加油装置相连期间通过这些连接杆的力传递，则它会干扰被加油飞机的周围结构，该周围结构不能以优化的方式发展，因为易于产生的所有可能的位移在嵌入凹槽附近被锁定。所以，由于机身结构被设计用来在飞行期间在飞机内部和外部介质之间的压力变化后可以“呼吸”，由“支撑结构-机身结构”连接的刚性阻碍这些位移的事实可以导致所述结构上出现裂纹。一种解决方案在于加强相关结构区域以便降低应力等级，但这会加重整体并使所述区域的刚性更高，以至于留有加工余量的结构承受更多的力并使新的裂纹出现。
例如，结构框架有一个“C”型横向部分用来承受压力。这样，每个垂直于机身外壳的框架的芯以剪切方式工作，其下翼或者根部可以避免芯的变形或弯曲，其上翼通过固定装置而固定在相应的支架上和固定在机身外壳上。如果由在支撑结构中的杆产生的径向力可以由每个支架的芯很好的恢复，相反，轴向力在框架上产生第二力矩，该第二力矩倾向于导致芯的变形。因此一加强件靠在芯上以便提高每个支架的刚性，但这种方案会导致重量的增加而且刚性的增加会导致裂纹的出现。
本发明的目的就是要解决这些缺点并且涉及一个连接装置，其支撑结构的设计可以特别地避免框架的变形，裂纹的出现以及加强件的大量使用。
为此目的，根据本发明，用于被加油飞行器，如飞机在飞行中从设计有加油装置的加油机加注燃料的连接装置，所述连接装置由被加油飞机支撑并包括一个固定中空连接杆，并且适于与所述加油飞机的加油装置相配合；以及一个支撑结构，被固定在所述被加油飞机的机身结构上并用作带所述连接件的固定基座；所述支撑结构设有可以与所述连接杆连通的内部通道，所述支撑结构包括有具有所述内部通道的管状圆柱主体；至少两个平行轴承，承载所述圆柱主体并被固定在所述机身结构上并适于恢复由所述连接杆产生并传递的径向力；以及一个纵向锁定元件，将所述圆柱体沿其纵轴方向锁定，将所述主体与所述机身结构相连并适于恢复由所述连接杆产生并传递的轴向力。
这样，代替所述装置的支撑结构与机身结构的嵌入连接，该嵌入连接可以无差别的将全部力传递到机身结构上并导致变形并在所述机身结构上出现裂纹，一方面由轴承固定另一方面由纵向锁定元件固定的管状圆柱主体形式的本发明支撑结构的实施，允许分解由连接杆传递到机身结构上的力并且避免之前提到的缺陷。
事实上，轴承如同短的定中心装置那样作用，该短的定位中心装置可以通过允许旋转而恢复由杆传递到管状主体上的径向力，并且同时以限制的方式允许遵循杆的运动的角度偏转，因此与所述轴承平行的结构框架的芯有利的并仅在芯的平面上工作，所以不变形。纵向锁定元件被设置用于阻碍纵向的位移并恢复平行于杆的轴向力。
优选的，所述轴承分别垂直于所述机身结构的横向框架的芯并通过所述机身的外壳固定在该横向框架的芯上，因此框架的芯与轴承在同一平面中以最佳方式工作。
特别的，所述轴承大致安装于所述管状圆柱主体末端的附近并且所述纵向锁定元件位于所述轴承之间。为了获得短的定中心连接，所述轴承的宽度相对于内部直径较窄，所述内部直径通过调整容纳所述管状圆柱主体。优先的，每个轴承的内部直径和宽度之比为10。例如轴承可以是滑动的或者是弹性或球形铰接。
在优先的实现模型中，所述纵向锁定元件有利的包含至少一个构成帆状件的薄板，其沿垂直所述主体的纵向平面放置，与所述轴承正交，并将所述主体与机身外壳相连。要注意的是与机身外壳直接相连的这样设置的薄板以剪切的方式工作并且避免在机身结构上产生第二力矩。
附图可以更好的说明本发明的实现方法。在这些图中相同的标号表示类似元件。
图1展示了一架装备了本发明的连接装置的待加油飞机在飞行中通过加油飞机的加油装置进行加油的示意图；图2是连接装置的纵剖图；图3是所述轴承之一与所述装置的圆柱主体之间尺寸比的透视图；以及图4是所述连接装置的一个实现范例。
被加油飞机1，由图1所示，装备了适于与加油机4中设置的加油装置3配合的连接装置2。为此，连接装置2位于被加油飞机1的机身结构5的前方，大致在纵向对称面上并在驾驶室6的上方，连接装置包括固定并且中空连接杆7，其突出在机身前方，通过它的近端8与一个支撑结构9刚性密封连接。该支撑结构9与机身结构5相连并与要加注的油箱(未显示)进行液体连通。该支撑结构9也构成固定在机身5上的基座以固定杆7。在当前的范例中，加油装置3位于加油飞机4的机身10的下方，例如包括一根来自在所述机身10中的吊舱或者绞盘(未显示)的加油管道11。管道11的末端有一个锥形的导向篮12，从而易于插入并连接该连接杆7的远端14。
虽然图1中所示待加油飞机为运输机1，无庸置疑，连接装置2可以安装在其他类型的飞机上，如战斗机。
如图2所示，连接装置2支撑结构或者承载基座9呈具有用于运送燃料的内部轴向通道的管状圆柱主体15，管状主体的纵向轴L-L大致平行于飞机1的机身5。主体的前部横向末端17固定容纳连接杆7的近端8，而其后部横向末端18以密封的方式与由虚线画出的通向所述待加注的油箱的连接管路19相连。
支撑结构9与机身结构5相连，为此，支撑结构9有利地包括两个平行轴承20，21，所述轴承可调整地环绕管状圆柱主体15并固定在机身结构5上；以及一个固定在所述机身结构的主体的纵向锁定元件22。
更特别的，飞机的机身结构5主要由构成机身覆盖层的金属外壳23组成，而刚性结构框架24沿外壳横向安放在机身结构下方。这些框架24具有大致“C”型横截面而且分别如之前所述包含一个垂直的芯25，一侧由与外壳的内侧面28相配合的水平垫板26终止，而另一侧由大致平行于垫板并且朝向机身5的内侧的根部27终止。未显示的内部蒙皮由框架的根部应用并固定。
承载管状主体15的两个轴承20和21以垂直两个相关框架24的芯25的方式安装，并大致位于主体的相应前，后末端17，18处。为了与机身固定，每个轴承20，21都通过靠在外壳23的外侧面29上的基座30终止，通过几何轴象征表示的固定装置31(如螺钉，铆钉或者其他方式)穿过垫板26，外壳23和每个轴承20，21的基座30的相对设置的孔将它们刚性连接。
这样设置的轴承20，21构成短的中心定位装置，通过允许旋转定中心装置可以用来恢复当连接杆7与加油管道11相连接时产生并传递的径向力ER。同样，这些是为了得到使每个框架24都跟随其芯25正常工作，即在其平面上，同时不会引入其他力和/或力矩并避免框架的所有变形和弯曲，而因此出现裂纹。为此，每个框架的芯更好位于它的轴承的延长部分上，在图2中的同一个平面上。为了通过短的定中心装置实现这种连接，轴承20，21的宽度L与管状主体15外径D之间的比值很大，如图3所示，例如为10。例如轴承可以是滑动的或者是弹性或球形铰接并允许限定的角度偏移。
对于设计用于恢复沿管状主体15轴L-L的来自杆的轴向力EA的纵向锁定元件22来说，其呈薄板或者帆状件32形式，如图2中的其横截部分所示。这块薄板32通过固定装置31将管状主体15与机身5的外壳23相连，并位于轴承20和21之间，最好位于机身5即管状主体15的纵向对称垂直平面上，因此薄板不需要变形就可以恢复大的轴向力。在这些力的作用下，薄板32以剪切C工作，所述剪切C被正常恢复或直接通过外壳在外壳平面上被恢复同时不会导致第二力矩。
因此，由于支撑结构9的实施，由杆所传递的力被分解和解析为被轴承20，21恢复的径向力和被薄板恢复的轴向力。
图4是这个连接装置1的一个实际实施例，从中可以看到，管状主体15的前端17和后端18包括两个相应的连接33，34，其中一方面固定且密封容纳了连接杆7，另一方面固定且密封容纳导向待加注的燃料箱的燃料管路(未示出)，允许加油机4中的燃料通过管道11，杆7，主体的轴向通道16和管路19流入被加油飞机1的油箱中。另外，用于恢复该薄板32的爪35从该管状圆柱主体15，后端18侧突出。
此外，如图1，2特别所示，连接装置2包括一个流线型的保护罩36以包住管状主体15，轴承20，21，杆7的近端和管路19，并被施加于机身外壳上。
权利要求
1.用于在飞行中加注燃料的连接装置(7，9)，一架被加油飞行器(1)，如飞机，从一架设计有加油装置(3，11，12)的加油机(4)在飞行中被加油，所述连接装置(7，9)由被加油飞机(1)承载并包括固定中空连接杆(7)，适于与所述加油飞机(4)的加油装置(3，11，12)相配合；以及支撑结构(9)，被固定在所述被加油飞机(1)的机身结构(5)上并作为带有所述连接件(7)的固定基座；所述支撑结构设有可以与所述连接杆(7)连通的内部通道(16)，其特征在于，所述支撑结构(9)包括具有所述内部通道的管状圆柱主体(15)；至少两个平行轴承(20，21)，承载所述圆柱主体(15)并被固定在所述机身结构上，并适于恢复所述连接件(7)产生并传递的径向力(ER)；以及纵向锁定装置(22)，将所述圆柱体(15)沿其纵轴方向锁定，将所述主体与所述机身外壳相连并适于恢复由所述连接杆(7)产生并传递的轴向力。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴承(20，21)分别垂直于所述机身结构的横向框架(26)的芯(25)并通过所述机身外壳(23)固定在所述横向框架的芯(25)上。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述轴承(20，21)大致设置于所述管状圆柱主体(15)末端(17，18)附近并且所述纵向锁定元件(22)位于所述轴承之间。
4.根据权利要求1到3任意一项所述的装置，其特征在于，所述轴承(20，21)的宽度相对其内部直径较窄，该内部直径通过调整容纳所述管状圆柱主体。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每个轴承的内部直径与宽度的比值为10。
6.根据权利要求1到5任意一项所述的装置，其特征在于，所述轴承(20，21)是滑动或者是弹性球形铰接。
7.根据权利要求1到6任意一项所述的装置，其特征在于，所述纵向锁定元件(22)包含至少一个形成帆状件的薄板(32)，其沿垂直所述主体的纵向平面放置，与所述轴承(20，21)正交，并将所述主体(15)与机身的结构(5)的外壳相连。
全文摘要
本发明涉及一项在飞行中将飞行器与加油机加油设备相连接的装置。本发明的特征在于承载中空固定杆的支撑装置(9)固定在所述飞行器的机身结构(5)上，包括一个具有内部通道的管状圆柱主体(15)，至少两个支撑所述圆柱主体的平行轴承(20，21)，以及一个沿所述圆柱主体的纵轴将圆柱主体锁定的纵向元件(22)，将所述主体与所述机身结构相连。
文档编号B64D39/00GK101022995SQ200580031109
公开日2007年8月22日 申请日期2005年9月6日 优先权日2004年9月16日
发明者P·阿罗伊 申请人:法国空中巴士公司