用于飞行器的恒压加放油设备的制作方法

1.本公开涉及一种用于飞行器的恒压加油设备。


背景技术：

2.民用飞行器的加油压力通常是20～55psig，最大抽油压力通常是-8psig。在民用飞行器的研制阶段，为了确保飞行器通气系统性能满足设计与适航要求，需要对飞行器燃油系统的最大加油压力以及最大抽油压力下的系统性能进行验证，并需要测量最大加油与抽油压力下的管路内冲击压力。
3.然而，由于地面加油车加油增压能力不足，或油车接头处设计有保护装置，加油压力一般无法超过50psig。另外，加油时相关机务人员无法得知加油接头处的压力，而抽油车本身抽油能力也存在不足，由此无法精确地控制实际抽油压力，不能在飞行器研制阶段条件下验证系统抽油性能。
4.本公开针对但不限于上述因素进行了改进。


技术实现要素：

5.为此，本公开提供了一种用于飞行器的恒压加放油设备。该设备被设置在地面加油设备和飞行器之间，其一端与飞行器压力加油接头连接，而另一端与地面加油车、机场地面加油设施或地面抽油车连接。本公开的恒压加放油设备能保持飞行器压力加油接头入口的压力在恒定的范围内，从而可对极限加放油工况下不同种类飞行器燃油系统的性能进行验证，同时可满足民用飞行器适航取证的要求。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于飞行器的恒压加放油设备，包括：管道增压泵，所述管道增压泵通过加放油管道与用于连接到地面加油车或抽油车的第一飞行器压力加放油接头和用于连接到飞行器的第二飞行器压力加放油接头相连接；设置在所述管道增压泵的与所述第一飞行器压力加放油接头相对的一侧处的第一压力传感器；以及控制器，所述控制器与所述管道增压泵电连接在一起。
7.根据一实施例，该恒压加放油设备还包括位于所述第一飞行器压力加放油接头与所述管道增压泵之间的第一球阀。
8.根据另一实施例，该恒压加放油设备还包括与所述管道增压泵和所述第一球阀并联连接的第二球阀。
9.根据又一实施例，该恒压加放油设备还包括连接在所述管道增压泵和所述第二球阀的并联结构与所述第一压力传感器之间的调节阀。
10.根据又一实施例，该恒压加放油设备还包括连接在所述调节阀和所述管道增压泵之间的第三球阀，所述第三球阀也与所述第二球阀并联。
11.根据又一实施例，该恒压加放油设备还包括连接在所述调节阀和所述第二飞行器压力加放油接头之间的放油阀。
12.根据又一实施例，该恒压加放油设备还包括所述调节阀也电连接到所述控制器。
13.根据又一实施例，该恒压加放油设备还包括设置在第二飞行器压力加放油接头处的第二压力传感器。
14.根据又一实施例，该恒压加放油设备还包括所述第一压力传感器和所述第二压力传感器也电连接到所述控制器。
15.根据又一实施例，该恒压加放油设备集成在可移动小车内，其中所述可移动小车前端布置有拉环且顶端布置有吊环。
16.前述内容已较宽泛地勾勒出根据本公开的示例的特征和技术优势以使下面的详细描述可以被更好地理解。附加的特征和优势将在此后描述。所公开的概念和具体示例可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。此类等效构造并不背离所附权利要求书的范围。本文所公开的概念的特性在其组织和操作方法两方面以及相关联的优势将因结合附图来考虑以下描述而被更好地理解。每一附图是出于解说和描述目的来提供的，且并不定义对权利要求的限定。
附图说明
17.为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。不同附图中的相同附图标记可标识相同或相似的元素。
18.图1是根据现有技术的示例飞行器地面加放油的示意图；
19.图2是根据本公开的一实施例的示例飞行器地面加放油的示意图；
20.图3是根据本公开的一实施例的示例恒压加放油设备的示意图；以及
21.图4是根据本公开的一实施例的示例恒压加放油设备的操作流程图。
具体实施方式
22.以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。
23.在现有的飞行器(例如，民用飞机)的验证过程中，为了确保加放油压力能满足试验要求及系统性能验证要求，同时满足55psig的加放油压力试验条件，通常需对油车上的加放油接头进行改装，去除接头上的限压保护装置，以保证加放油压力能达到55psig。
24.例如，如图1所示，其示出了现有飞行器地面加放油的示意图。可以看到，地面加油车或抽油车直接通过管道连接到飞行器，从而只能依靠油车自身提供的压力，这一压力受限于接头上的限压保护(一般限压为50psig)。
25.另外，由于不同种类的油车本身设计增压能力存在差异，在油车增压能力不足的情况下，即使去除了接头上的限压保护装置，也不能达到所需的加放油压力。所以，试验验证过程中还需选用本身加放油增压能力大的油车，这限制了试验现场油车的选用，增大了试验困难。
26.最后，加油车或抽油车所进行的加油或抽油压力调节往往存在不确定性，即加油或抽油压力难以持续稳定在一个较精确的范围内。由于飞行器的油箱容量有限，因此往往
对最终有效的试验或验证时间产生影响，造成实际试验人员、保障人员等人力以及其余试验资源的浪费。
27.综上，本公开提供了一种用于飞行器的恒压加放油设备。如图2所示，其示出了根据本公开的一实施例的示例飞行器地面加放油的示意图。如图所示，该恒压加放油设备被设置在地面加油设备和飞行器之间，其一端与飞行器压力加油接头连接，而另一端与地面加油车、机场地面加油设施或地面抽油车连接，由此提供恒定的加放油压力。其具体的结构在图3中示出。
28.参考图3，其示出了根据本公开的一实施例的示例恒压加放油设备300的示意图。可以看到，恒压加放油设备300可包括管道增压泵306、第一压力传感器p1 308以及控制器310。在该实施例中，管道增压泵306通过加放油管道与用于连接到地面加油车或抽油车的第一飞行器压力加放油接头302和用于连接到飞行器的第二飞行器压力加放油接头304相连接，以用于对加放油管道中的油流进行加压；第一压力传感器p1 308设置在管道增压泵306的与第一飞行器压力加放油接头302相对的一侧处，用于对加放油管道中的油流的压力进行测量；控制器310与管道增压泵306电连接在一起，以控制管道增压泵306的转速，由此控制油流的压力。例如，操作人员可以通过对第一压力传感器p1 308的测得压力的观测来启动控制器310增大或降低管道增压泵306的转速。可以明白，管道增压泵306可以正转和反转，从而实现增大加油压力或抽油压力的要求。
29.在另一实施例中，控制器310还可与第一压力传感器p1 308电连接，以基于第一压力传感器p1 308测得的压力来自动控制管道增压泵306的转速。例如，如果测得的压力低于目标压力，则控制器310可控制管道增压泵306增大转速，以便增大油流压力；在测得的压力到达目标压力之后，控制器310可维持管道增压泵306的当前转速。在该实施例中，控制器310对第一压力传感器p1 308的测得值进行采样的频率可以是任何合适的频率，例如10hz、20hz等等。
30.在本公开的又一实施例中，如图3所示，恒压加放油设备300可任选地包括位于第一飞行器压力加放油接头302与管道增压泵306之间的第一球阀312。第一球阀312的设置可以通过调整阀门开度来约束管道增压泵306的转速调节范围，使得管道增压泵306可以在更小或更合适的范围内调节转速。例如，第一球阀312的开度越大，管道增压泵的转速调节范围将相应地越大，从而可以更精确且快速地到达所需转速。
31.在本公开的又一实施例中，如图3所示，恒压加放油设备300可任选地包括与管道增压泵306和第一球阀312并联连接的第二球阀314。由此，当油车的加油或抽油能力足够(即足以在第二飞行器压力加放油接头304处达到所需压力)时，无需管道增压泵306，只需打开第二球阀314并关闭第一球阀312，以便只采用油车本身的能力进行地面试验。在另一情形中，当油车能力不足时，可关闭第二球阀314并打开第一球阀312，使燃油通过第一球阀312、管道增压泵306的通路，以便采用管道增压泵306进行加压。
32.在本公开的又一实施例中，如图3所示，恒压加放油设备300可任选地包括连接在管道增压泵306和第二球阀314的并联结构与第一压力传感器p1 308之间的调节阀316。在该实施例中，调节阀316是比管道增压泵306的调节精度更高的调节阀，用于对油流的压力进行微调。进一步根据该实施例，调节阀316也可电连接到控制器310，以便能够对调节阀316进行自动控制。在这一实施例中，调节阀316的开度响应能在短时间内(例如，1秒内)完
成，从而使得能够使得控制器310的控制信号被基本上实时地实现在调节阀316上，以完成开度控制。
33.在本公开的又一实施例中，如图3所示，恒压加放油设备300可任选地包括设置在第二飞行器压力加放油接头304处的第二压力传感器p2 318。在一实施例中，第一压力传感器p1 308和第二压力传感器p2 318都电连接到控制器310以实现自动控制。第二压力传感器p2 318被布置在第二飞行器压力加放油接头304上以测量是否达到所需的目标压力(例如，55psig)。
34.在该实施例中，由于飞行器和地面加油设备间存在一段加油软管，第二飞行器压力加放油接头304处和恒压加放油设备300之间存在高度差，因此第一压力传感器p1 308和第二压力传感器p2 318两者测得的压力值之间存在差异。此外，这两个传感器之间的加放油管道的存在，其压力变化的传导存在时间差。例如，在管道增压泵306加大转速时，第一压力传感器p1 308测得的压力将即时地增大，而第二压力传感器p2 318测得的压力将在一段时间的延迟之后才会增大。因此，这两个压力传感器的设置可以有防止第二飞行器压力加放油接头304处的压力变得过大的有益效果。即，在第一压力传感器p1 308测得的压力开始增大而第二压力传感器p2 318测得的压力仍保持不变(因为压力传导存在延迟)时，可以适当地减缓管道增压泵308的转速增大的速率，以防第二飞行器压力加放油接头304处的压力变得过大，从而保证第二飞行器压力加放油接头304处的加油/或抽油压力波动最小，并减少目标压力调节时间。
35.在本公开的又一实施例中，如图3所示，恒压加放油设备300可任选地包括连接在调节阀316和管道增压泵306之间的第三球阀320，其中第三球阀320也与第二球阀314并联。设置第三球阀320的作用是其可以作为第一球阀312的备份，以约束管道增压泵306的转速调节范围。
36.在本公开的又一实施例中，如图3所示，恒压加放油设备300可任选地包括连接在调节阀316和第二飞行器压力加放油接头304之间的放油阀322，其可被用于按需放出设备300中多余的燃油。
37.考虑便携性，如图3所示，恒压加放油设备300可被集成在可移动小车内，其中可移动小车前端布置有拉环(以便于车辆牵引)且顶端布置有吊环以(便于吊车运输)。
38.考虑易用性，控制器308还可包括显示屏，用以显示各压力传感器的当前测得值、显示加放油模式的选择按钮、用于输入目标压力的输入区，等等。当然，恒压加放油设备300包括连接各种软管、硬管、球阀以及调节阀的加放油管路，且还包括用于对控制器310、压力传感器p1和p2、管道增压泵306等提供动力的功率模块。为简明起见，在此不再赘述。
39.为促进对本公开的恒压加放油设备300的理解，下面参考图4，其示出了根据本公开的一实施例的示例恒压加放油设备的操作方法400的流程图。
40.在框410，方法400可包括预设目标压力。例如，在民用飞行器的通气系统性能满足设计与适航要求的验证过程中，飞行器的目标加油压力可以是55psig。
41.随后，在框420，方法400可确定是否达到目标压力。结合图3，方法400可以确定第二压力传感器p2 318测得的压力是否达到目标压力。
42.如果是，则方法400可进至框440，在此稳定压力。稳定压力可包括稳定管道增压泵的转速(如果管道增压泵开启的话)以及稳定调节阀的开度。
43.然而，如果尚未达到目标压力，则方法400可进至框430，在此增大管道增压泵的转速，并随后在框440对调节阀的开度进行调节，以更精确地达到目标压力。
44.在一实施例中，结合图3，管道增压泵的转速以及调节阀的开度是由控制器基于来自压力传感器的测得值来自动调整的。例如，在压力传感器的测得值与目标压力相差较大时，控制器可以更快地增大管道增压泵的转速；而在测得值较接近目标压力时，可以更缓慢地增大管道增压泵的转速，同时结合调节阀来细调压力。
45.该恒压加放油设备可具有手动和自动两种控制模式。在手动模式下，自动模式自动失效，同时对管道增压泵的转速以及调节控制阀的开度进行调节，最终使飞行器加油接头处的压力达到预期。若采用手动控制模式，则仅需输入预期目标加油或抽油压力，则恒压加放油设备首先会读取原本加油车或抽油车的加油或抽油能力造成的加油接头处压力作为控制的基础值，若该压力值与目标压力值差异较小，则无需开启管路内管道增压泵，仅调节第二球阀就可达到预期压力；若该压力值与目标压力值差异较大，按加油或抽油的压力对管道增压泵进行正转或反转的控制，随后保持管道增压泵转速一定，调节控制阀的开度，以达到预期的加油或抽油压力；若该过程中飞行器加油接头处压力仍未达到，则按照软件设定的步长增大泵的转速，再重复以上过程，直至加油或抽油压力稳定在目标压力值的区间内，则设定过程完成。
46.此外，本公开的恒压加放油设备可设置最大加放油压力来作为保护，一旦压力加油接头的压力值超过该保护值，控制器可直接切断管道增压泵，以保证飞行器油箱的压力在安全范围内，不会导致由于压力调节值波动过大对飞行器结构造成损坏。
47.在加油或抽油的过程中，仍可按照上述方法对管路内管道增压泵以及控制调节阀的开度进行微调，以保证飞行器油箱内背压的变化对加油接头处的压力不产生影响。
48.该恒压加放油设备的优点在于：
49.可按给定的加油或抽油压力进行调节，且能保证加油或抽油压力持续稳定在所要求的范围内，满足不同种类飞行器研制阶段的燃油系统性能验证及适航取证要求；
50.通用性强，其接口可以是国际通用的2.5英寸标准加油接口，可满足不同主机厂商的燃油系统性能测试要求，不受加油车、抽油车或地面加油设备的能力限制；
51.可根据加油或抽油的需求，在控制器中设置加放油模式。若设置为加油模式，则管路内管道增压泵默认正转；若模式设置为抽油模式，则管路内管道增压泵则默认反转；
52.给恒压加放油设备供电，开启加油车、抽油车或地面加油设备，按需采用手动或自动调节模式，对飞行器进行加油或抽油，直至控制器屏幕显示压力加油接头的压力达到目标压力；
53.通过自动模式小范围调节管道增压泵的转速以及调节控制阀的开度，以保证在整个飞行器加油或抽油的过程中，压力加油接头处的压力均能保持在预期值。
54.另外，尽管本公开结合在飞行器的研制阶段，为了确保飞行器通气系统性能满足设计与适航要求，来描述了恒压加放油设备的各实施例。但可以明白，本公开的恒压加放油设备也可应用于飞行器的运营过程中。例如，通常在机场采用加油车或地库管网来为飞行器加油，但机场的加油车或地库管网的出口压力往往达不到飞行器的最大压力设计值，使得加油时间不能最小化。因此，本公开的恒压加放油设备可以用于飞行器在航线过站加油，使得加油压力能够达到飞行器的最大压力设计值，从而有效降低飞行器的加油时间，这进
而减少飞行器过站时间。
55.另外，需要说明的是，尽管本技术结合球阀、飞行器等描述了各个实施例，但本公开的各实施例也可以适用于需要相关测试的各种其他系统和其他类型的阀。
56.以上具体实施方式包括对附图的引用，附图形成具体实施方式的部分。附图通过说明来示出可实践的特定实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。此类示例可以包括除所示或所述的那些元件以外的元件。然而，还构想了包括所示或所述元件的示例。此外，还构想出的是使用所示或所述的那些元件的任何组合或排列的示例，或参照本文中示出或描述的特定示例(或其一个或多个方面)，或参照本文中示出或描述的其他示例(或其一个或多个方面)。
57.在所附权利要求书中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，在权利要求中除此类术语之后列举的那些元件之外的元件的系统、设备、制品或过程仍被视为落在那项权利要求的范围内。此外，在所附权利要求书中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标记，并且不旨在表明对它们的对象的数字顺序。
58.另外，本说明书中所解说的各操作的次序是示例性的。在替换实施例中，各操作可以按与附图所示的不同次序执行，且各操作可以合并成单个操作或拆分成更多操作。
59.以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。例如，可结合其他实施例来使用以上描述的示例(或者其一个或多个方面)。可诸如由本领域普通技术人员在审阅以上描述之后来使用其他实施例。摘要允许读者快速地确定本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上具体实施方式中，各种特征可以共同成组以使本公开流畅。然而，权利要求可以不陈述本文中公开的每一特征，因为实施例可以表征所述特征的子集。此外，实施例可以包括比特定示例中公开的特征更少的特征。因此，所附权利要求书由此被结合到具体实施方式中，一项权利要求作为单独的实施例而独立存在。本文中公开的实施例的范围应当参照所附权利要求书以及此类权利要求所赋予权利的等价方案的完整范围来确定。