УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ ЗАПРАВКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2022 года по МПК B64F1/28 B67D7/42 

Изобретение относится к устройству для заправки летательных аппаратов (ЛА), а также к способам заправки ЛА с помощью такого устройства.

Как известно, на гражданских и военных аэропортах и аэродромах используются устройства для заправки, помещаемые рядом с ЛА для заправки топливом их топливных баков.

Так, в международной заявке WO 2010/128246 A описан топливозаправщик, заправочный крыльевой разъем которого оснащен датчиком, позволяющим определить значение параметра, такого как давление потока топлива, проходящего через данный крыльевой разъем. Такое устройство подтвердило свои удовлетворительные рабочие характеристики. Альтернативно, датчик может использоваться для определения одного или нескольких других параметров потока топлива, включая температуру или расход.

Чтобы датчик и относящаяся к нему электроника могли функционировать, они должны снабжаться электрическим током, что требует использования по меньшей мере одного аккумулятора или блока, содержащего турбину и генератор переменного тока. В первом случае время работоспособного состояния заправочного устройства зависит от срока службы аккумулятора, замена которого требует периодического техобслуживания, чтобы датчик и связанная с ним электроника всегда находились под напряжением, когда это необходимо для функционирования. Во втором случае дополнительная масса турбины и генератора переменного тока, встроенных в головку соединительного устройства, может затруднять проведение операций, выполняемых оператором в начале и в конце заправки. Кроме того, это оборудование является относительно сложным, дорогим и априори менее надежным, чем аккумуляторы.

С другой стороны, заправочные устройства, включая крыльевой разъем, должны подвергаться периодическому плановому техобслуживанию, которое не учитывает фактическое использование заправочного устройства, в то время как фактическое использование может сильно варьироваться от одного аэропорта или аэродрома к другому, или в зависимости от типа и количества ЛА, для которых предусмотрено заправочное устройство.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, в частности, в создании нового устройства для заправки ЛА, техобслуживание которого может быть спланировано оптимальным образом.

Указанная задача решается в устройстве для заправки ЛА, содержащем гибкий топливный шланг, на конце которого установлен крыльевой разъем для соединения с входным отверстием топливного бака ЛА. Крыльевой разъем содержит корпус и передний клапан, установленный с возможностью перемещения относительно корпуса. Согласно изобретению, крыльевой разъем содержит также по меньшей мере одно устройство обнаружения для определения положения переднего клапана, а также электрическую или электронную систему передачи данных для передачи в блок обработки информации сигнала, характеризующего положение переднего клапана, определенное указанным устройством.

Согласно изобретению, если крыльевой разъем оснащен датчиком для измерения параметра, характеризующего поток топлива, подачу электроэнергии на этот датчик и связанную с ним электронику можно включать, когда устройство обнаружения определит, что передний клапан находится в открытом положении, что обеспечивает эффективное использование заправочного устройства. Это позволяет продлить срок службы аккумулятора, снабжающего током датчик и относящуюся к нему электронику, и, следовательно, запланировать стандартную замену или перезарядку этого аккумулятора. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, независимо от использования датчика для измерения значения параметра, устройство обнаружения обеспечивает возможность подсчитывать и сохранять в памяти количество операций включения переднего клапана и/или фактическую продолжительность его использования, что также позволяет планировать проведение операций профилактического техобслуживания в зависимости от фактического использования заправочного устройства.

Предпочтительно, такое устройство обнаружения может включать в себя одну или несколько следующих особенностей, которые могут использоваться в любых технически осуществимых комбинациях:

- устройство обнаружения выполнено с возможностью косвенного определения положения переднего клапана по положению рычага его привода;

- устройство обнаружения содержит датчик приближения, установленный на корпусе крыльевого разъема рядом с указанным рычагом, когда последний находится в заданном положении, в частности, в положении, при котором передний клапан находится в закрытом или полностью открытом положении;

- устройство обнаружения выполнено с возможностью непосредственного определения положения переднего клапана;

- устройство обнаружения содержит электрический контакт, в частности, сухой магнитоуправляемый контакт, предпочтительно, магнитоуправляемый;

- устройство для заправки ЛА содержит датчик для измерения значения параметра, характеризующего проходящий через крыльевой разъем поток топлива, по меньшей мере, один аккумулятор для подачи электроэнергии на указанный датчик, и электронный блок управления для включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик в зависимости от положения переднего клапана, определенного устройством обнаружения;

- устройство для заправки ЛА содержит блок для подсчета количество операций подсоединения крыльевого разъема и/или продолжительности периодов его фактического использования по сигналу, характеризующему определенное положение переднего клапана, переданному электрической или электронной системой передачи данных;

- устройство для заправки ЛА содержит запоминающее устройство для хранения количества операций включения переднего клапана, определенного устройством обнаружения, причем электрическая или электронная система передачи данных содержит портативный терминал для извлечения указанного значения количества операций включения переднего клапана, сохраненного в запоминающем устройстве, и для соединения с компьютером, представляющим собой блок обработки информации.

Объектом изобретения также является способ заправки ЛА с помощью вышеупомянутого устройства, включающий в себя использование сигнала, переданного электрической или электронной системой передачи данных для управления средством для подачи электроэнергии на датчик для измерения значения параметра, характеризующего проходящий через крыльевой разъем поток топлива.

Согласно изобретению в способе используется тот факт, что сигнал, передаваемый электрическим или электронным средством, позволяет узнать положение переднего клапана, и, следовательно, определить периоды времени, в течение которых датчик и относящаяся к нему электроника снабжаются электрическим током.

Еще одним объектом изобретения является способ заправки ЛА с помощью вышеупомянутого заправочного устройства, содержащего датчик для измерения значения параметра, характеризующего проходящий через крыльевой разъем поток топлива, по меньшей мере один аккумулятор для подачи электроэнергии на датчик и электронный блок управления для включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик. Частота включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик регулируется в зависимости от степени близости значения, замеренного датчиком, к заданному пороговому значению.

Согласно данному аспекту настоящего изобретения, подаваемое аккумулятором требуемое количество электроэнергии может быть уменьшено, когда значение вышеуказанного характеризующего параметра является не очень критичным, т.е. далеким от заданного порогового значения, и, наоборот, подаваемое аккумулятором требуемое количество электроэнергии может быть увеличено, когда значение этого параметра приближается к заданному пороговому значению.

Еще одним объектом изобретения является способ заправки ЛА с помощью двух заправочных устройств описанного выше типа, каждое из которых содержит датчик для измерения значения параметра, характеризующего проходящий через крыльевой разъем поток топлива, по меньшей мере один аккумулятор для подачи электроэнергии на указанный датчик, и блок для включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик. Для первого заправочного устройства частота включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик имеет первое значение. Для второго заправочного устройства частота включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик имеет второе значение, отличающееся от указанного первого значения, в частности, меньше указанного первого значения.

Благодаря этому аспекту настоящего изобретения, требуемое количество электроэнергии, подаваемое аккумулятором на второе заправочное устройство, может быть уменьшено, если учесть тот фактор, что первое заправочное устройство является управляющим, а второе заправочное устройство является подчиненным.

Еще одним объектом изобретения является способ заправки ЛА с помощью вышеупомянутого заправочного устройства, в котором устройство обнаружения выполнено с возможностью обнаружения, когда передний клапан находится в промежуточном положении между закрытым положением и полностью открытым положением. Данный способ включает в себя этапы, на которых:

определяют период времени, в течение которого передний клапан находится в промежуточном положении;

сравнивают указанный период времени с пороговым значением; и

в зависимости от результата сравнения делают вывод о том, нормально или нет происходит фиксации крыльевого разъема на летательном аппарате.

Такой способ позволяет обнаружить неисправную конфигурацию заправочного устройства, в которой передний клапан остается в промежуточном положении в течение периода времени, большего, чем требуется для простого перемещения между закрытым и открытым положениями. Это позволяет повысить безопасность эксплуатации заправочного устройства, в частности, благодаря надежной фиксации как при выполнении операций подключения крыльевого разъема, так и в конечном положении.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана принципиальная схема топливозаправщика, в состав которого входит заправочное устройство согласно настоящему изобретению, в процессе заполнения топливом баков ЛА;

на фиг. 2 - крыльевой разъем и часть трубопровода заправочного устройства, показанного на фиг. 1, вид в вертикальной проекции;

на фиг. 3 - частичный разрез по III-III на фиг. 2;

на фиг. 4 - схема подсистемы электропитания датчика давления и преобразователя, установленного на крыльевом разъеме, показанном на фиг. 2 и 3;

на фиг. 5 - вид, аналогичный представленному на фиг. 2, когда крыльевой разъем находится во второй конфигурации при использовании;

на фиг. 6 - частичный разрез по VI-VI на фиг. 5;

на фиг. 7 - график изменения давления, определяемого датчиком, показанным на фиг. 4, по времени;

на фиг. 8 - вид, аналогичный представленному на фиг. 3, для устройства согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг. 9 - вид, аналогичный представленному на фиг. 6, для устройства согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг. 10 - схема, аналогичная приведенной на фиг. 4, для устройства согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Топливозаправщик 1, показанный на фиг. 1, обычно представляет собой промышленное транспортное средство, оборудованное гибким шлангом 20, позволяющим соединяться с выходным разъемом 200 стационарной топливозаправочной сети R аэропорта. Выходной разъем 200 расположен под поверхностью S земли рядом с местом стоянки ЛА 400. Шланг 20 оснащен штуцером 21 для соединения с выходным разъемом 200. На конце шланга 20, противоположном концу, на котором расположен штуцер 21, расположен еще один штуцер 22, предназначенный для соединения со штуцером 31, образующим входной разъем неподвижного трубопровода 32 топливозаправщика 1. Иными словами, гибкий шланг 20 обеспечивает возможность соединения выходного разъема 200 стационарной топливозаправочной сети R с трубопроводом 32 топливозаправщика 1.

На конце трубопровода 32 установлен фильтр 33 для очистки топлива от остатков, в частности, водных, которые оно может содержать.

Расположенный за фильтром 33 трубопровод 34 ведет к штуцеру 35, с которым соединяется передний штуцер 41 второго гибкого шланга 40. Задний конец 43 второго гибкого шланга 40 соединяется с крыльевым разъемом 42, представляющим собой средство для соединения шланга 40 с входным отверстием 301 топливного бака 300, встроенного в крыло 400 ЛА.

Возможно дублирование второго гибкого шланга 40 и крыльевого разъема 42, что обычно применяется на практике (не показано).

Для ясности гибкие шланги 20 и 40 на фиг. 1 отображены центральными линиями, совпадающими с их продольными осями.

Компоненты 20 - 42 относятся к заправочному устройству 2, которое является частью топливозаправщика 1.

Крыльевой разъем 42 содержит цилиндрический корпус 421, оснащенный кольцом, не показанным, но известным само по себе, профиль которого предпочтительно соответствует международному стандарту ISO 45 и обеспечивает возможность его фиксации за счет взаимодействия с геометрической формой соответствующего штуцера, также не показанного, но также известного, образующего входное отверстие 301. Крыльевой разъем 42 оснащен также клапаном 422, называемым передним клапаном, который может перемещаться вдоль продольной оси X42 крыльевого разъема 42, между первым закрытым положением, показанным на фиг. 2 и 3, в котором этот передний клапан 422 плотно прилегает к седлу 423, образованному корпусом 421, и вторым открытым положением, показанным на фиг. 5 и 6, в котором передний клапан 422 находится на расстоянии от седла 423.

В первом закрытом положении передний клапан 422 перекрывает поток топлива из гибкого шланга 40 в топливный бак 300. Во втором открытом положении передний клапан 422 обеспечивает возможность прохождения топлива.

Перемещение переднего клапана 422 между первым и вторым положениями обеспечивается рычагом 424, шарнирно установленным на корпусе 421 с возможностью поворота относительно оси Y424, перпендикулярной продольной оси X42. Рычаг 424 может поворачиваться относительно оси Y424 между двумя крайними положениями, показанными, соответственно, на фиг. 2, 3 и фиг. 5, 6. Комплект сочлененных соединительных стержней 425 и 426, в целях обеспечения ясности чертежа показанных на фиг. 2 и 5 очень схематично, соединяет рычаг 424 с клапаном 422 и преобразует вращательное движение рычага 424 относительно оси Y424 в поступательное движение переднего клапана вдоль оси X42.

Подробности использования таких рычагов описаны в патентном документе US 4567924 A, содержание которого полностью включено в настоящее описание посредством ссылки. Возможны и другие системы передачи движения от рычага 424 к переднему клапану 422.

Рычаг 424 содержит рукоятку 424a, обеспечивающую возможность прикладывания крутящего момента к данному рычагу для его вращения относительно оси Y424.

Корпус 421 также оснащен двумя рукоятками 428, которые обеспечивают оператору возможность подвода штуцера к входному отверстию 301 или отвода от него в начале и в конце заправки, соответственно. Крыльевой разъем 42 крепится к входному отверстию 301 и отсоединяется от него путем поворота вокруг оси X42 в начале и в конце заправки, соответственно.

Как вариант, вместо двух рукояток 428 может использоваться управляющий маховичок.

Компоненты 32 - 34 совместно образуют неподвижный канал прохода топлива между двумя гибкими линиями, образованными, соответственно, гибкими шлангами 20 и 40. Этот неподвижный канал прохода топлива и эти гибкие линии проходят внутри заправочного устройства 2 между штуцером 21 для соединения со стационарной топливозаправочной сетью R и крыльевым разъемом 42 для соединения с входным отверстием 301 топливного бака.

Путь прохождения топлива от выходного разъема 200 к топливному баку 300 обозначен символом E.

Заправочное устройство 2 оборудовано расходомером 50, который позволяет измерять количество топлива, проходящего по шлангу 34 по пути E потока, т.е. количество топлива, поданного в бак 300. Заправочное устройство 2 содержит также регулятор давления 60, который дает возможность регулировать давление потока топлива E на участке трубопровода 34, расположенном ближе к баку 300.

Электронный блок 110, входящий в состав заправочного устройства 2, установлен на раме топливозаправщика 1 и осуществляет управление расходомером 50 и регулятором давления 60, с помощью соответствующих электронных сигналов S50 и S60. В свою очередь, расходомер 50 посылает в блок 110 сигнал S'50, отражающий выполняемый расходомером 50 подсчет количества топлива, заправленного в бак.

Топливозаправщик 1 содержит гидроцилиндр 70, на штоке 71 которого установлена платформа для оператора, чтобы он мог выполнять операции с конечной частью шланга 40, в частности, операции его подсоединения к крыльевому разъему 42 и отсоединения от него. Шток 71 позволяет оператору получать доступ к входному отверстию 301 за счет показанного двойной стрелкой F1 вертикального перемещения платформы вверх или вниз.

Вокруг корпуса 421 крыльевого разъема 42 расположен модуль 500, также относящийся к заправочному устройству 2. Этот модуль 500 выполнен в виде двух полуоболочек 500A и 500B, окружающих корпус 421. Модуль 500 содержит ячейку 501 для измерения давления потока топлива E непосредственно перед его попаданием в бак из крыльевого разъема 42. Ячейка 501 расположена в полуоболочке 500A.

Учитывая расположение модуля 500 в непосредственной близости от крыльевого разъема 42, понятно, что ячейка 501 обеспечивает возможность измерения с достаточной степенью точности давления потока топлива E, когда этот поток попадает в бак 300 через входное отверстие 301. Иными словами, расположение модуля 500 в месте нахождения соединительного средства, образованного крыльевым разъемом 42, позволяет ячейке 501 выдавать значение, отражающее давление P потока топлива E, проходящего через крыльевой разъем 42 перед попаданием в бак 300. Таким образом, ячейка 501 образует датчик для измерения величины этого давления.

В рассматриваемом варианте реализации модуль 500 расположен рядом с передним клапаном 422, так что расстояние между ячейкой 501 и точкой перехода топлива из заправочной системы в ЛА составляет менее 10 см. Точкой передачи топлива считается точка на выходе крыльевого разъема 42, в которой право собственности на топливо переходит от компании, поставляющей топливо, к компании, эксплуатирующей ЛА.

Ячейка 501 снабжается электроэнергией от аккумулятора 502, расположенного в полуоболочке 500B. Между полуоболочками 500A и 500B проходят электрические провода (не показаны), соединяющие ячейку 501 с аккумулятором 502.

Ячейка 501 электрически соединена с радиопередатчиком 503, также расположенным в полуоболочке 500A и питаемым от аккумулятора 502. Ячейка 501 выдает на передатчик 503 электронный сигнал S₀(P), соответствующий величине измеренного давления.

Передатчик 503 содержит антенну 504, позволяющую ему передавать сигнал S₁(P), включающий данные, соответствующие значению давления P, измеренного ячейкой 501. В качестве примера, будем считать, что посылаемый сигнал S₁(P) обеспечивается радиочастотой, хотя он может обеспечиваться инфракрасным излучением.

Кроме того, заправочное устройство содержит приемник 600, соединенный с модулем 500. Антенна 604 приемника 600 позволяет принимать сигнал S₁(P).

Приемник 600 может посылать на электронный блок управления 110 сигнал S₂(P), характеризующий давление P потока топлива E, измеренное ячейкой 501.

По этому значению давления P блок 110 может осуществлять с помощью соответствующего электронного сигнала S₆₀ управление, в частности, регулятором давления 60.

Для эффективной работы датчика давления, образованного ячейкой 501, необходимо снабжение электроэнергией от аккумулятора 502 на достаточном уровне. Таким образом, уровень зарядки данного аккумулятора 502 является критическим для работы топливозаправщика 1.

Во избежание разрядки аккумулятора 502, когда крыльевой разъем не эксплуатируется, а также принимая во внимание тот факт, что ячейке 501 требуется питание только тогда, когда поток топлива E фактически проходит через крыльевой разъем 42, подача питания на ячейку 501 может осуществляться только при прохождении потока топлива E.

В свете вышесказанного, крыльевой разъем 42 оснащен элементом 701 для определения положения клапана 422, который позволяет определить, действительно ли поток топлива E проходит через крыльевой разъем 42, поскольку положение переднего клапана 422 определяет возможность прохождения этого потока.

В рассматриваемом первом варианте осуществления изобретения элемент 701 обнаружения встроен в полуоболочку 500B и расположен таким образом, чтобы косвенно определять положение переднего клапана 422 путем определения положения рычага 424. Фактически, поскольку кинематическая связь между рычагом 424 и клапаном 422 однозначна, благодаря соединительным стержням 425 и 426 достаточно определить положение рычага 424, чтобы иметь возможность определить положение переднего клапана 422.

При этом принимается во внимание тот факт, что при работе с крыльевым разъемом 422 оператор должен управлять рычагом 424 для перемещения клапана 422 из его первого положения во второе в начале заправки, и затем из его второго положения в первое положение в конце заправки.

В качестве элемента 701 обнаружения может использоваться датчик приближения, способный реагировать на появление рычага 424 в непосредственной близости от него. Этот датчик приближения может содержать электрический контакт, предпочтительно, сухой магнитоуправляемый контакт, способный реагировать на присутствие магнитного элемента, такого как постоянный магнит 427, установленный на рычаге 424. В примере, показанном на фиг. 4, элемент 701 обнаружения образован подвижным магнитоуправляемым контактом, установленным в электрической линии 702, соединенной с электронным блоком 505 управления, управляющим ячейкой 501 и передатчиком 503 путем подачи на них напряжения от аккумулятора 502. Подвижный магнитоуправляемый контакт 701 может занимать открытое или в закрытое положения в зависимости от наличия или отсутствия магнита 427 вблизи него. Например, конструкция магнитоуправляемого контакта 701 и расположение магнита 427 на рычаге 424, так же как и ориентация его полюсов, могут быть выбраны таким образом, что когда магнит 427 находится достаточно близко к магнитоуправляемому контакту 701, чтобы оказывать влияние на его состояние, магнитоуправляемый контакт 701 находится в открытом положении, что соответствует выполненному сплошными линиями изображению на фиг. 4. И, наоборот, при отходе магнита 427 в сторону от подвижного магнитоуправляемого контакта 701 вследствие поворота рычага 424 относительно оси Y424, как показано пунктиром, подвижный магнитоуправляемый контакт 701 закрывается (не показано на фиг. 4).

Электрический сигнал S701, характеризующий состояние подвижного магнитоуправляемого контакта 701, равен нулю, когда контакт открыт, и принимает ненулевое значение, равное силе тока, протекающего по линии 702, когда контакт 701 замкнут. Электрический сигнал S701 может подаваться на ячейку 501 электронным блоком 505 управления только тогда, когда этот сигнал S701 не равен нулю, т.е. когда рычаг 424 находится в положении, соответствующем второму положению переднего клапана 422. Таким образом, электронный блок 505 управления представляет собой блок S701 обработки электрических сигналов.

При подаче или не подаче питания на передатчик 503, также потребляющий электрический ток, электронный блок 505 управления использует те же правила.

Применение подвижного магнитоуправляемого контакта 701 является особенно выгодным, так как такой контакт представляет собой чувствительный элемент, который не потребляет ток сам по себе. Однако возможно применение и других элементов для определения положения рычага 424, например, на базе магнитного или индуктивного эффекта, в частности с помощью датчиков Холла.

В примере, представленном на фиг. 2 - 6, подвижный магнитоуправляемый контакт 701 расположен в полуоболочке 500B так, что он определяет присутствие рычага 424, когда тот встает в положение, соответствующее второму положению переднего клапана 422.

Однако возможны и другие конфигурации, например, показанная пунктирными линиями на фиг. 5, где еще один подвижный магнитоуправляемый контакт 701' расположен в полуоболочке 500A, рядом с рычагом 424, когда рычаг 424 встает в положение, соответствующее первому положению переднего клапана 422.

Согласно другому варианту реализации, для определения положения переднего клапана могут использоваться два устройства, такие как контакты 701 и 701', расположенные, соответственно, рядом с каждым из крайних положений рычага 424, соответствующих первому и второму положениям переднего клапана 422.

В этом случае можно определять, когда рычаг 424 находится в промежуточном положении, в отличие от его крайних положений, показанных, соответственно, на фиг. 2 и 5, поскольку в данном случае рычаг 424 не находится рядом ни с одним из контактов 701 и 701'. В данном случае передний клапан также находится в промежуточном положении между первым и вторым положениями. При нормальном использовании крыльевого разъема 42 передний клапан находится либо в первом закрытом положении, либо во втором открытом положении, соответствующем процессу заправки топливом ЛА 400. Передний клапан 422 не проходит через свое промежуточное положение, за исключением относительно короткого промежутка времени Δt менее 2 секунд. Использование двух обнаруживающих элементов 701 и 701' дает возможность определять, когда передний клапан не находится ни в первом, ни во втором положении, и, следовательно, принимать меры, если время Δt, в течение которого передний клапан находится в промежуточном положении, больше порогового значения, равного, например, 5 сек. Иными словами, дополнительную безопасность для топливозаправщика 1 можно обеспечить, определив интервал Δt, в течение которого передний клапан 422 находится в промежуточном положении между первым и вторым положениями, путем сравнения указанного интервала с пороговым значением Δ0, и делая вывод о том, нормально или нет происходит операция фиксации крыльевого разъема при подсоединении к ЛА, в зависимости от результатов этого сравнения. Более конкретно, операция фиксации, при которой происходит герметизация потока топлива E, может считаться проходящей нормально, если интервал Δt меньше порогового значения Δ0, и проходящей аномально в обратном случае.

Для лучшего контроля энергопотребления ячейки 501 и передатчика 503 можно принимать во внимание критичность величины давления P, измеренного ячейкой 501. Пусть максимально допустимое давление P потока топлива E в крыльевом разъеме 42 составляет 3,5 бар (350 кПа). Поскольку это пороговое значение известно, вполне возможно, что давление потока топлива E в крыльевом разъеме 42 значительно ниже этого порогового значения, и в этом случае значение давления, определенное ячейкой 501, на самом деле не является критическим, в том плане, что можно сделать разумное предположение, что топливозаправщик 1 будет правильно функционировать в течение относительно длительного периода времени, не превышая пороговое значение 3,5 бар (350 кПа). И, наоборот, когда давление, зарегистрированное ячейкой 501, близко к пороговому значению 3,5 бар (350 кПа), риск превышения данного порогового значения в ближайшем будущем и необходимости ограничения или прерывания потока топлива E топливозаправщика 1 является более высоким.

Периодичность измерения давления можно настраивать в зависимости от степени критичности замеренного давления. Фактически, если учесть, что максимально допустимое давление в крыльевом разъеме 42 составляет 3,5 бар (350 кПа), можно определить три уровня критичности давления в соответствии с тремя диапазонами давлений, а именно:

- первый диапазон, в котором давление ниже первого порогового значения P1, равного 2 бар (200 кПа);

- второй диапазон, в котором давление выше первого порогового значения P1 и ниже второго порогового значения P2, равного 3 бар (300 кПа);

- третий диапазон, в котором давление выше третьего порогового значения P3, равного 3 бар (300 кПа).

Предполагается, что при давлении P ниже 2 бар (200 кПа) существует лишь незначительный риск очень быстрого достижения давления 3,5 бар (350 кПа), при давлении P от 2 бар (200 кПа) до 3 бар (300 кПа) риск быстрого достижения порогового давления 3,5 бар (350 кПа) является средним, а при давлении P выше 2 бар (200 кПа) риск достижения порогового давления 3,5 бар (350 кПа) является высоким.

Определим временной интервал или разность по времени δt между двумя последовательными измерениями давления в крыльевом разъеме 42, выполняемыми с помощью ячейки 501.

Предположим, что если давление, замеренное на предыдущем этапе, меньше порогового значения P1, временной интервал δt равен первому значению δt1. Если давление, замеренное на предыдущем этапе, находится в диапазоне между P1 и P2, то временной интервал δt принимает значение δt2. И, наконец, если давление, замеренное на предыдущем этапе, больше порогового значения P2, то временной интервал δt принимает значение δt3.

Значение δt1 строго больше, чем значение δt2, которое также строго больше, чем значение δt3. В качестве примера, предположим, что δt1 равно 500 миллисекундам (мс), δt2 равно 200 мс, и δt3 равно 50 мс.

При таких условиях, до тех пор, пока значения давления, определяемые ячейкой 501, ниже значения P1, измерения могут быть разнесены на δt1, т.е. на 500 мс, что позволяет подключать аккумулятор 502 к ячейке 501 с помощью блока 505 управления относительно нечасто, с частотой 2 Герц (Гц), следовательно, требует сравнительно мало электричества от аккумулятора 502, тем самым увеличивая время его безотказной работы по сравнению со случаем, когда замеры производятся с интервалом времени 50 мс. То же самое верно до тех пор, пока давление находится в диапазоне между P1 и P2. В этом случае замеры могут быть разнесены на δt2, т.е. на 200 мс, и, следовательно, при этом блок 505 соединяет аккумулятор 502 с ячейкой 501 с частотой 5 Гц. Когда значение P давления, замеренное на предыдущем этапе, больше 3 бар (300 кПа), временной интервал устанавливается равным 50 мс, а частота подключения аккумулятора 502 к ячейке 501 составляет 20 Гц.

На фиг. 7 этот принцип отражен с помощью графика C изменения давления по времени.

Вышеуказанные числовые значения не являются ограничивающими. Возможны и другие значения как для давлений P1, P2, P3, так и для временных интервалов δt1, δt2, δt3.

Таким образом, согласно данному аспекту настоящего изобретения, частота подключения аккумулятора 502 к датчику 501, равная 1/δt, изменяется в зависимости от того, является ли замеренное значение давления P более или менее близким к пороговому значению P3.

В возможном варианте осуществления изобретения, который здесь не показан, можно использовать два заправочных устройства, таких как вышеописанное устройство 2, для заправки одного и того же топливного бака 300. В таком случае два заправочных устройства (далее 2A и 2B), подают топливо в один и тот же коллектор, из которого топливо поступает в бак 300. Можно предположить, что давление топлива в каждом из двух крыльевых разъемов 42 двух заправочных устройств 2A и 2B является одинаковым или примерно одинаковым.

В этом случае можно считать, что одно из двух заправочных устройств, например, заправочное устройство 2A, является управляющим устройством, а другое заправочное устройство, в данном случае, устройство 2B, является подчиненным устройством. При таких условиях возможно, что частота дискретизации 1/δtA управляющего заправочного устройства 2A выбирается относительно высокой, например, 20 Гц, а частота дискретизации 1/δtB подчиненного заправочного устройства 2B выбирается намного более низкой, например, порядка 2 Гц. Фактически, если заправочное устройство 2A является ведущим, достаточно контролировать давление в крыльевом разъеме 42 этого устройства, чтобы среагировать в случае дрейфа. Проверка давления в крыльевом разъеме 42 подчиненного заправочного устройства 2B является простой проверкой на согласованность, которая может производиться с более низкой частотой, чем частота выполнения проверок в управляющем заправочном устройстве 2A.

На практике, вышеупомянутая частота дискретизации является частотой подключения аккумулятора 502 к датчику 501. Иными словами, регулирование частоты дискретизации 1/δtA или 1/δtB заправочного устройства 2A или 2B осуществляется электронным блоком 505 управления. Вышеуказанные числовые значения параметров 1/δtA и 1/δtB не являются ограничивающими. Могут быть приняты и другие значения частоты соединения аккумулятора 502 с датчиком 501 в двух заправочных устройствах 2A и 2B.

Заправочное устройство, у которого эта частота подключения является более высокой, можно считать управляющим заправочным устройством.

Во втором варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 8 и 9, элементы, аналогичные используемым в описанном выше варианте, обозначены теми же ссылочными позициями и работают аналогичным образом. Ниже будут рассмотрим отличия второго варианта от первого.

Во втором варианте в передний клапан 42 встроен магнит 427, а подвижный магнитоуправляемый контакт 701 встроен в корпус 421 крыльевого разъема 42. В этом случае определение положения переднего клапана 42 является непосредственным.

В рассмотренных выше примерах параметром, определяемым с помощью ячейки 501, является давление P потока топлива E. Как вариант, могут измеряться один или несколько других параметров потока топлива E, проходящего через крыльевой разъем 42, в частности, его температура T, его расход Q или объем V, прошедший через данный крыльевой разъем в течение определенного периода времени, а также плотность топлива, его масса или степень загрязненности. Способ, объясненный выше для критичности измерения давления, может быть перенесен на измерение T, Q, V, равно как и других вышеупомянутых параметров.

Настоящее изобретение не ограничивается случаем, когда крыльевой разъем 42 оснащен датчиком для измерения параметра P, T, Q или V, как было объяснено выше.

Фактически, как показано на фиг. 10, подвижный магнитоуправляемый контакт 701 может быть установлен в электрической линии 702, соединенной с электронным блоком 703, оснащенным антенной 704. В зависимости от сигнала S701, подаваемого на подвижный магнитоуправляемый контакт 701, блок 703 может передавать (с помощью антенны 704) сигнал S'701 на приемник 600, выполняющий ту же функцию, что вышеуказанный сигнал S₂(P).

Иными словами, чувствительный элемент, образованный подвижным магнитоуправляемым контактом 701, позволяет блоку 110 определять положение переднего клапана 422 с помощью сигнала S'701. Это относится как к случаю, когда положение переднего клапана определяется косвенно, как в первом варианте выполнения, так и к случаю, когда оно определяется непосредственно, как во втором варианте выполнения.

Таким образом, электронный блок 110 управления образует блок S'701 обработки электрических сигналов.

Электронный блок 110 управления может быть оборудован средством, таким как микропроцессор, дающим возможность определять время, в течение которого передний клапан 422 находился во втором положении, по сигналу S'701, полученному приемником 600. Фактически, это время соответствует времени эффективного использования крыльевого разъема 422. Это позволяет планировать проведение операций по техобслуживанию данного крыльевого разъема в соответствии с его фактическим использованием, а не просто периодически и без учета фактического использования.

Альтернативно, расчет эффективного времени использования крыльевого разъема 42 может производиться электронным блоком 703, который затем выдает сигнал S'701, соответствующим этому эффективному времени использования. В этом случае это также дает возможность планировать проведение операций техобслуживания крыльевого разъема 42 в зависимости от его фактического использования.

Согласно еще одному возможному варианту выполнения, взамен или в дополнение к тому, чтобы подсчитывать количество времени, в течение которого передний клапан 422 находился во втором положении, микропроцессор блока 110 или 703 может подсчитывать количество перемещений, совершенных клапаном 422 между его первым и вторым положениями, которое соответствует количеству операций использования крыльевого разъема 42. Это количество операций соответствует числу раз, когда была произведена загрузка сигналов S701, S₂(P) или S'701, и в зависимости от варианта выполнения может быть использовано для своевременного инициирования техобслуживания крыльевого разъема в соответствии со степенью его износа.

Изобретение описано для случая, когда заправочное устройство 2 установлено на топливозаправщике 1 и соединяется со стационарной топливозаправочной сетью аэродрома. Однако возможен вариант его применения, когда заправочное устройство 2 является стационарным. Оно также применимо в случае, когда топливозаправщик 1 представляет собой топливозаправщик, оснащенный топливным баком и насосом.

Альтернативно, ячейка 701 или 701' в первом варианте выполнения может быть установлена на корпусе 421 без размещения в полуоболочке. Аналогичным образом, ячейка 701 во втором варианте выполнения может быть установлена в модуле, прикрепленном к корпусу 421.

Согласно возможному варианту осуществления изобретения (не показан), аккумулятор 502 и некоторые электронные компоненты могут быть размещены в пространстве между рукоятками 428 или внутри управляющего маховичка крыльевого разъема 42.

Согласно еще одному возможному варианту осуществления изобретения (не показан), количество операций клапана 422 может подсчитываться локально с помощью обнаруживающего элемента 701 или 701' и сохраняться в запоминающем устройстве, установленном на крыльевом разъеме 42, в частности, встроенном в электронику, относящуюся к крыльевому разъему. Это запоминающее устройство периодически используется портативным терминалом, таким как смартфон или USB-накопитель, для извлечения содержащихся в нем данных. В этом случае электронная или электрическая система передачи данных формируется с помощью соединительных элементов между этим запоминающим устройством и этим портативным терминалом, а в качестве процессора используется компьютер, к которому указанный портативный терминал впоследствии подключается для извлечения и обработки содержащихся в нем данных.

В различных вариантах осуществления изобретения сигнал S701 содержит метку времени.

Особенности рассмотренных выше вариантов осуществления изобретения могут комбинироваться друг с другом для создания новых вариантов.

Изобретение относится к устройству для заправки летательных аппаратов (ЛА), а также к способам заправки ЛА с помощью такого устройства. Устройство для заправки летательного аппарата содержит трубопровод для подачи топлива, на дальнем конце которого установлен крыльевой разъем для соединения трубопровода с входным отверстием топливного бака летательного аппарата, содержащий корпус и передний клапан, установленный с возможностью перемещения относительно корпуса. При этом крыльевой разъем содержит по меньшей мере один обнаруживающий элемент для определения положения переднего клапана и электрическую или электронную систему передачи для передачи в блок обработки информации сигнала, характеризующего положение переднего клапана, определенное обнаруживающим элементом. При этом устройство для заправки содержит блок для подсчета количества операций с крыльевым разъемом и/или фактической продолжительности использования крыльевого разъема по сигналу, характеризующему обнаруженное положение переднего клапана и переданному электрической или электронной системой, или запоминающее устройство для хранения количества операций включения переднего клапана, определенного обнаруживающим элементом, а электрическая или электронная система передачи содержит портативный терминал для извлечения указанного значения количества операций включения переднего клапана, сохраненного в запоминающем устройстве, причем указанный портативный терминал выполнен с возможностью соединения с компьютером, представляющим собой блок обработки информации. Группа изобретений также относится к способам заправки ЛА с помощью такого устройства. Задачей изобретения является создание нового устройства для заправки ЛА, техобслуживание которого может быть спланировано оптимальным образом. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство (2) для заправки летательного аппарата (400), содержащее трубопровод (40) для подачи топлива, на дальнем конце (43) которого установлен крыльевой разъем (42) для соединения трубопровода (40) с входным отверстием (301) топливного бака (300) летательного аппарата, содержащий корпус (421) и передний клапан (422), установленный с возможностью перемещения относительно корпуса, отличающееся тем, что

крыльевой разъем (42) содержит по меньшей мере один обнаруживающий элемент (701; 701′) для определения положения переднего клапана (422) и электрическую или электронную систему (702, 703) передачи для передачи в блок (505, 110) обработки информации сигнала (S701), характеризующего положение переднего клапана, определенное обнаруживающим элементом,

при этом устройство для заправки содержит

- блок (110; 703) для подсчета количества операций с крыльевым разъемом (42) и/или фактической продолжительности использования крыльевого разъема (42) по сигналу (S701; S′701), характеризующему обнаруженное положение переднего клапана (422) и переданному электрической или электронной системой (702, 703), или

- запоминающее устройство для хранения количества операций включения переднего клапана (422), определенного обнаруживающим элементом (701), а электрическая или электронная система передачи содержит портативный терминал для извлечения указанного значения количества операций включения переднего клапана, сохраненного в запоминающем устройстве, причем указанный портативный терминал выполнен с возможностью соединения с компьютером, представляющим собой блок обработки информации.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обнаруживающий элемент (701; 701′) выполнен с возможностью косвенного определения положения переднего клапана (422) по положению части приводного рычага (424) переднего клапана.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что обнаруживающий элемент содержит датчик (701; 701′) приближения, установленный на корпусе (421) крыльевого разъема (422) рядом с рычагом (424), когда этот рычаг находится в заданном положении.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что заданным положением является положение, в котором передний клапан (422) находится в закрытом или в полностью открытом положении.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обнаруживающий элемент (701) выполнен с возможностью непосредственного определения положения переднего клапана (422).

6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что обнаруживающий элемент содержит электрический контакт.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что электрический контакт является сухим электрическим контактом.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что электрический контакт представляет собой подвижный магнитоуправляемый контакт (701).

9. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что содержит датчик (501) для измерения значения параметра (P, T, Q, V), характеризующего проходящий через крыльевой разъем (42) поток (E) топлива, по меньшей мере один аккумулятор (502) для подачи электроэнергии на указанный датчик и электронный блок (505) для включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик в зависимости от положения переднего клапана (422), определенного обнаруживающим элементом (701).

10. Способ заправки летательного аппарата (400) с помощью устройства по любому из пп. 1-9, характеризующийся тем, что он включает в себя этап, на котором

a) используют сигнал (S701), переданный электрической или электронной системой (702, 703) в блок (505) управления, для подачи электрического тока на датчик (501) для измерения значения параметра (P, T, Q, V), характеризующего проходящий через крыльевой разъем (42) поток (E) топлива.

11. Способ заправки летательного аппарата (400) с помощью устройства (2) по любому из пп. 1-9, содержащего датчик (501) для измерения значения параметра (P, T, Q, V), характеризующего проходящий через крыльевой разъем (42) поток (E) топлива, по меньшей мере один аккумулятор (502) для подачи электроэнергии на указанный датчик и блок (505) для включения подачи электроэнергии от указанного аккумулятора на датчик, характеризующийся тем, что частоту (1/δt) включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик регулируют в зависимости от степени близости замеренного датчиком значения (P) к заданному пороговому значению (P3).

12. Способ заправки летательного аппарата (400) с помощью двух устройств (2A, 2B) по любому из пп. 1-9, каждое из которых содержит датчик (501) для измерения значения параметра (P, T, Q, V), характеризующего проходящий через крыльевой разъем (42) поток (E) топлива, по меньшей мере один аккумулятор (502) для подачи электроэнергии на указанный датчик и блок (505) для включения подачи электроэнергии от аккумулятора на датчик, характеризующийся тем, что

- для первого заправочного устройства (2A) из указанных двух заправочных устройств устанавливают первое значение (1/δtA) частоты включения подачи электроэнергии от аккумулятора (502) на датчик (501);

- для второго заправочного устройства (2B) из указанных двух заправочных устройств устанавливают второе значение (1/δtB) частоты включения подачи электроэнергии от аккумулятора (502) на датчик (501), отличающееся от указанного первого значения.

13. Способ заправки по п. 12, характеризующийся тем, что второе значение (1/δtB) меньше первого значения (1/δtА).

14. Способ заправки летательного аппарата (400) с помощью устройства (2) по любому из пп. 1-9, характеризующийся тем, что обнаруживающий элемент (701) выполнен с возможностью определения, когда передний клапан находится в промежуточном положении между закрытым и полностью открытым положениями, при этом способ включает в себя по меньшей мере этапы, на которых

b) определяют период времени (Δt), в течение которого передний клапан (422) находится в промежуточном положении;

c) сравнивают период времени, определенный на этапе b), с пороговым значением (Δ0); и

d) в зависимости от результата сравнения на этапе c) делают вывод о том, нормально или нет происходит фиксация крыльевого разъема на летательном аппарате.