飞行器飞行间充能的方法和系统技术方案

一种操作用于飞行间充能的供能飞行器的方法，包括：从供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输部署命令信号，以使缆绳和锥套从受能飞行器部署；控制供能飞行器和锥套中的至少一个，以使锥套与供能飞行器的电缆的第一端接合，电缆的第二端连接到供能飞行器；以及从供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输返回命令信号，以使缆绳和锥套携电缆的第一端返回受能飞行器。供能飞行器位于受能飞行器后方，并且部署命令信号用于使缆绳与锥套向受能飞行器后方部署。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞行器飞行间充能的方法和系统专利技术背景本专利技术涉及用于飞行器飞行间(再)充能的方法和系统。飞行间加油(IFR)涉及在飞行过程中将燃料(通常为液态燃料，例如煤油)从一架飞行器(“加油机”)输送到另一架飞行器(“受油机”)。IFR(又称空中加油或空对空加油)已成为成熟的方法，用于延长军用飞行器的航程或巡逻时间(或增加起飞酬载)。典型的加油机是基于专门为加油任务而重新设计或改装的客机，而受油机通常是战斗机，或者可能是轰炸机或侦察机。IFR的实验始于1920年代，并于1930年代持续进行。早期的系统使用抓钩法，即，供能飞行器的机组人员由加油机上解卷释放一根燃料软管，并由受能飞行器的机组人员在空中钩取软管，并将其卷绕并附接到受油机的油箱。在此方法的一种变型中，由受能飞行器抛下缆索，并由供能飞行器的机组人员在空中钩取。加油机的机组人员将缆索的自由端拉回到加油机中，并将其附接到燃料软管上。然后，受油机的机组人员将缆索(以及与其附接的燃料软管)拉回受油机，以将软管连接到受油机的燃料箱。软管处于连接状态后，加油机爬升到受油机上方，以便在重力作用下供应燃料。到1950年代，IFR在军用飞行器方面已然完善，并且如今，有两种广泛使用的不同方法：飞行悬臂式，以及探管与锥套式。飞行悬臂附接于加油机的尾部处，包含一端处带有喷嘴的刚性、可伸缩且铰接的套管。悬臂包括了飞行控制面，该飞行控制面可以移动以产生用于在飞行中控制悬臂的气动力。为了加油，受油机首先就位于加油机后方的队形中，其保持直线水平飞行。之后，机载于加油机上的悬臂操纵员将悬臂伸展并调节飞行操纵面，从而将喷嘴引导至后方受油机的受油口内。一旦将喷嘴牢固地插入并锁牢在受油口中，燃料由加油机泵送到受油机。当所需的燃料量已输送完毕后，悬臂操纵员将喷嘴由受油口分离，两架飞行器即可脱离队形。在探管与锥套式系统中，供能飞行器装备了一根可调节软管。形状类似羽毛球的锥套(或篮)附接于软管一端。软管另一端则附接在软管绞盘单元(HDU)之上，软管在非使用状态下卷绕于HDU之上。探管是由受能飞行器机头或机身延伸出的刚性管状臂。典型的探管为可收缩型，以便在不使用时收纳存放。加油时，加油机保持直线水平飞行，软管和锥套拖曳于加油机下后方，软管由锥套的羽毛球状外形保持在飞行中稳定。受油机的飞行员将受油机控制在加油机的下后方位置。然后，飞行员使受能飞行器靠近加油机，以便将展开的探管插入漏斗形的锥套中。当探管与锥套正确接合后，燃料由加油机泵送到受油机。当受能飞行器前后移动时，HDU中的电机控制软管缩回和伸展，从而保持正确的张力，以防止软管发生不希望的弯曲。当所需的燃料量已输送完毕后，探管与锥套脱离连接，两架飞行器即可脱离队形。与飞行悬臂式系统不同，探管与锥套式系统不需要在供能飞行器上搭乘专门的悬臂操纵员。此外，加油机的设计也更简单。另外，该加油机可以配备多根软管和锥套，以便可以同时为两架或多架受能飞行器同时供油，而飞行悬臂式系统一次只能为一架受能飞行器供油。而另一方面，探管与锥套式系统的燃料流量低于飞行悬臂式系统的燃料流量，这意味着更长的加油时间。此外，探管与锥套式系统更容易受到恶劣天气状况和湍流的影响。另外，探管与锥套式系统要求所有的受能飞行器都装有加油探管。虽然IFR已成为军用飞行器的常规操作，但是尽管拥有因为降低燃料消耗而削减成本的巨大潜在优势，IFR却尚未大规模应用于商用飞行器运行。主要原因是受能飞行器的飞行员需要高水平的技术来在危险的加油操作中安全地控制受油机。这需要专门且定期的培训，这对于商业航空公司的机组人员来说是不实际的。此外，IFR系统的某些元素本身似乎不适合与作为受油机的客机一起使用。例如，在军用飞行器的飞行悬臂式系统中使用的悬臂长度太短，以至当受油机是大型客机时，无法在加油机和受油机之间提供安全的间距。由于这些原因，至少军方使用的IFR系统似乎不适用于大型民用飞行器，并且不太可能获得商业航空公司运营的安全认证。因此，提供用于大型民用飞行器的飞行中(再)加油的方法和系统是符合期望的。此外，设想中未来的民用飞行器的推进系统将由电能而不是从液态燃料提取的能量(或者由两者并用)提供动力。因此，本专利技术寻求提供用于大型民用飞行器的飞行中(再)充能的方法和系统。专利技术概述根据本专利技术的一方面，为飞行间充能提供了一种操作供能飞行器的方法，包括：从供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输部署命令信号，使缆绳与锥套从受能飞行器部署；控制供能飞行器与锥套中至少之一，使锥套与供能飞行器的电缆的第一端接合，电缆的第二端与供能飞行器相连；以及，从供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输返回命令信号，使缆绳与锥套携电缆的第一端返回至受能飞行器，其中，供能飞行器位于受能飞行器后方，并且部署命令信号用于使缆绳与锥套向受能飞行器后方部署。操作供能飞行器的方法还可以包括激活供能飞行器的电路以通过电缆从供能飞行器输送电能给受能飞行器。操作供能飞行器的方法还可以包括将另外的返回命令信号从供能飞行器的通信单元传输至受能飞行器的通信单元，使缆索与锥套携电缆的第一端返回供能飞行器。操作供能飞行器的方法还可以包括：使锥套与电缆的第一端解除接合；以及从供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输另一返回命令信号，使缆绳与锥套返回受能飞行器。控制供能飞行器使锥套与电缆的第一端接合可包括操纵供能飞行器引导电缆的第一端插入锥套。控制锥套使锥套与电缆的第一端接合可包括从供能飞行器的通信单元发送控制信号从而使锥套的气动控制面进行调整，以引导锥套至电缆的第一端之上。操作供能飞行器的方法还可以包括：在使缆绳和锥套携电缆的第一端返回至受能飞行器后，从供能飞行器延展电缆并控制供能飞行器使供能飞行器与受能飞行器的间距增加；以及在使缆绳与锥套携带电缆的第一端返回供能飞行器之前，控制供能飞行器使供能飞行器与受能飞行器的间距缩短并向供能飞行器收回延展的电缆。操作供能飞行器的方法还可以包括：控制供能飞行器与锥套中至少一个，使锥套与供能飞行器的燃料软管的第一端接合，燃料软管的第二端与供能飞行器相连；以及使缆绳与锥套携燃料软管的第一端返回受能飞行器。操作供能飞行器的方法还可以包括启动供能飞行器的燃料泵，以通过燃料软管将燃料从供能飞行器输送到受能飞行器。操作供能飞行器的方法还可以包括将另外的返回命令信号从供能飞行器的通信单元传输至受能飞行器的通信单元，使缆绳与锥套携燃料软管的第一端返回供能飞行器。操作供能飞行器的方法还可以包括：解除锥套与燃料软管的第一端的接合；从供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输另一返回命令信号，使缆绳与锥套返回受能飞行器。控制供能飞行器使锥套与燃料软管的第一端接合可包括操纵供能飞行器引导燃料软管的第一端插入锥套。控制锥套致使锥套与燃料软管的第一端接合可包括从供能飞行器的通信单元发送控制信号从而致使锥套的气动控制面进行调整，以引导锥套至燃料软管的第一端之上。操作供能飞行器的方法还可以包括：在使缆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作用于飞行间充能的供能飞行器的方法，包括：/n从所述供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输部署命令信号，以使缆绳和锥套从所述受能飞行器部署；/n控制所述供能飞行器和所述锥套中的至少一个，以使所述锥套与所述供能飞行器的电缆的第一端接合，所述电缆的第二端被连接到所述供能飞行器；以及/n从所述供能飞行器的通信单元向所述受能飞行器的通信单元传输返回命令信号，以使所述缆绳和锥套携所述电缆的第一端返回所述受能飞行器，/n其中，所述供能飞行器位于所述受能飞行器后方，并且部署命令信号会引起所述缆绳与锥套向所述受能飞行器的后方部署。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180927 GB 1815772.71.一种操作用于飞行间充能的供能飞行器的方法，包括：
从所述供能飞行器的通信单元向受能飞行器的通信单元传输部署命令信号，以使缆绳和锥套从所述受能飞行器部署；
控制所述供能飞行器和所述锥套中的至少一个，以使所述锥套与所述供能飞行器的电缆的第一端接合，所述电缆的第二端被连接到所述供能飞行器；以及
从所述供能飞行器的通信单元向所述受能飞行器的通信单元传输返回命令信号，以使所述缆绳和锥套携所述电缆的第一端返回所述受能飞行器，
其中，所述供能飞行器位于所述受能飞行器后方，并且部署命令信号会引起所述缆绳与锥套向所述受能飞行器的后方部署。


2.根据权利要求1所述的操作供能飞行器的方法，还包括激活所述供能飞行器的电路，以从所述供能飞行器经由所述电缆输送电能到所述受能飞行器。


3.根据权利要求2所述的操作供能飞行器的方法，还包括将来自所述供能飞行器的通信单元的另一返回命令信号传输到所述受能飞行器的通信单元，以使所述缆绳和锥套携所述电缆的第一端返回到所述供能飞行器。


4.根据权利要求3所述的操作供能飞行器的方法，还包括：
使所述锥套从所述电缆的第一端脱离；以及
从所述供能飞行器的通信单元向所述受能飞行器的通信单元传输另一返回命令信号，以使缆绳所述和锥套返回到所述受能飞行器。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的操作供能飞行器的方法，其中，控制所述供能飞行器以使所述电缆的第一端接合所述锥套包括：操纵所述供能飞行器以引导所述电缆的第一端进入所述锥套。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的操作供能飞行器的方法，其中，控制所述锥套以使所述锥套与所述电缆的第一端接合包括：从所述供能飞行器的通信单元发送控制信号从而调整所述锥套的气动控制面，以将所述锥套引导到所述电缆的第一端之上。


7.根据权利要求3至6中任一项所述的操作供能飞行器的方法，还包括：
在使所述缆绳和锥套携所述电缆的第一端返回所述受能飞行器之后，从所述供能飞行器延展所述电缆并控制所述供能飞行器，以增加所述供能飞行器与所述受能飞行器之间的间距；以及
在使所述缆绳和锥套携所述电缆的第一端返回到所述供能飞行器之前，控制所述供能飞行器以减小所述供能飞行器和所述受能飞行器之间的间距，然后将延展后的所述电缆收回到所述供能飞行器。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的操作供能飞行器的方法，还包括：
控制所述供能飞行器和所述锥套中的至少一个，以使所述锥套与所述供能飞行器的燃料软管的第一端接合，所述燃料软管的第二端被连接到所述供能飞行器；以及
使所述缆绳和锥套携所述燃料软管的第一端返回所述受能飞行器。


9.根据权利要求8所述的操作供能飞行器的方法，还包括激活所述供能飞行器的燃料泵，以从所述供能飞行器经由所述燃料软管向所述受能飞行器输送燃料。


10.根据权利要求8或9所述的操作供能飞行器的方法，还包括将来自所述供能飞行器的通信单元的另一返回命令信号传输到所述受能飞行器的通信单元，以使所述缆绳和锥套携所述燃料软管第一端返回到所述供能飞行器。


11.根据权利要求10所述的操作供能飞行器的方法，还包括：
使所述锥套从所述燃料软管的第一端脱离；以及
从所述供能飞行器的通信单元向所述受能飞行器的通信单元传输另一返回命令信号，以使所述缆绳和锥套返回到所述受能飞行器。


12.根据权利要求8至11中任一项所述的操作供能飞行器的方法，其中，控制所述供能飞行器以使所述燃料软管的第一端接合所述锥套包括：操纵所述供能飞行器以引导所述燃料软管的第一端进入所述锥套。


13.根据权利要求8至12中任一项所述的操作供能飞行器的方法，其中，控制所述锥套以使所述锥套与所述燃料软管的第一端接合包括：从所述供能飞行器的通信单元发送控制信号从而调整所述锥套的气动控制面，以将所述锥套引导到所述燃料软管的第一端之上。


14.根据引用权利要求7时的权利要求8至13中的任一项所述的操作供能飞行器的方法，还包括：
在使所述缆绳和锥套携所述燃料软管的第一端返回所述受能飞行器之后，从所述供能飞行器延展所述燃料软管并控制所述供能飞行器，以增加所述供能飞行器与所述受能飞行器之间的间距；以及
在使所述缆绳和锥套携所述燃料软管的第一端返回到所述供能飞行器之前，控制所述供能飞行器以减小所述供能飞行器和所述受能飞行器之间的间距，然后将延展后的所述燃料软管收回所述供能飞行器。


15.一种操作用于飞行间充能的受能飞行器的方法，包括：
在所述受能飞行器的通信单元中获取来自所述供能飞行器的通信单元的部署命令信号；
响应所述部署命令信号，控制缆绳和锥套从所述受能飞行器部署，以使所述锥套与所述供能飞行器的电缆的第一端接合，所述电缆的第二端连接到所述供能飞行器；
在所述受能飞行器的通信单元中获取来自所述供能飞行器的通信单元的返回命令信号；以及
响应所述返回命令信号，控制所述缆绳和锥套携所述电缆的第一端返回所述受能飞行器，
其中，所述供能飞行器位于所述受能飞行器后方，并且所述缆绳与锥套被控制向所述受能飞行器的后方部署。


16.根据权利要求15所述的操作受能飞行器的方法，还包括：
控制所述缆绳和锥套从所述受能飞行器部署，以使所述锥套与所述供能飞行器的燃料软管的第一端接合，所述燃料软管的第二端连接到所述供能飞行器；以及
控制所述缆绳和锥套携所述燃料软管的第一端返回所述受能飞行器。


17.一种操作飞行器进行飞行间充能的方法，包括：
从供能飞行器的通信单元传输部署命令信号；
在受能飞行器的通信单元中获取所述部署命令信号；
响应所述部署命令信号，控制缆绳和锥套从所述受能飞行器部署；
控制所述供能飞行器和所述锥套中的至少一个，以使所述锥套与所述供能飞行器的电缆的第一端接合，所述电缆的第二端连接到所述供能飞行器；
从所述供能飞行器的通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·皮特曼，
申请(专利权)人：布鲁利奇有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB