具有流量增压器的飞行器燃料补给系统和其使用方法与流程

背景技术：

本公开总体上涉及飞行器。更具体地，本公开涉及用于给飞行器提供燃料补给(和/或燃料补给)的技术。

各种燃料补给装置(如燃料补给器、消防栓分配器以及其它燃料补给单元和/或系统)用于在飞行期间将燃料输送到飞行器中以给飞行器提供电力。这些燃料补给装置包含或可连接到含有燃料的储存容器(例如，储罐)。这些储存容器可以定位于用于容纳燃料的表面的上方或下方，直到需要给飞行器提供燃料补给为止。这些储存容器可以是固定的储罐，或是在接地的同时通过载体运输到飞行器的移动容器。一些储存容器可以由机载燃料飞行器飞行，以便在飞行时给另一飞行器提供燃料补给。在美国专利/申请第us8720499号、第us5660798号、第us3648720号、第us2009/0315729号、第us2012/0043425号中提供了燃料补给装置的实例，所述美国专利/申请的全部内容特此通过引用并入本文。

在燃料补给期间，使用软管和其它导管使燃料从储罐传递到飞行器。软管可以在一端处连接到储罐，并且在另一端处附接到飞行器。软管可以具有可插入到飞行器上的燃料容器(fuelreceptacle)中的喷嘴，用于使燃料传递到飞行器中的燃料箱(fueltank)中。软管可以通过燃料装置连接到储罐。在美国专利/申请第us2011/0232801号、第us8720499号、第us8511351号、第us6360730号、第us3591050号和第us4452207号中提供了此类燃料装置的实例，所述美国专利/申请的全部内容特此通过引用并入本文。

尽管飞行器燃料补给技术的进步，但是仍然需要更安全且更有效的飞行器燃料补给操作。

附图说明

为了可以详细地理解上述特征和优点，可以通过参考在附图中展示的其实施例来获得上文简述的更具体的描述。然而，应注意的是，所展示的实例不应被视为限制其范围。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和简洁起见，附图的某些特征和某些视图可以在比例上或在图解上被夸大地示出。

图1是包含燃料补给系统的飞行器燃料地点的示意图，所述燃料补给系统包括流量增压器和具有燃料回路的各种燃料补给单元。

图2a是描绘了用于消防栓分配器类型的燃料补给系统的流量增压器和燃料回路的特征的示意图。

图2b1和2b2是描绘了燃料回路的示例吸入口的示意图。

图3a和3b分别是具有流量增压器的燃料补给系统的示意图，所述流量增压器位于消防栓分配器和燃料补给器配置中。

图4是描绘了用于测量模拟喷嘴压力(pns)的文丘里计(venturigauge)的校准的曲线图。

图5a-5c是描绘了在不同流体压力下的闭合测试的曲线图。

图6a-6c是描绘了使用不同喷嘴的闭合测试的曲线图。

图7a-7c是分别描绘了针对不具有流量增压和具有不同喷嘴的闭合测试的流速相对于实际喷嘴压力(pna)、pns和pna/pns两者的曲线图。

图8a是描绘了通过流量增压器进行两次流量增压的闭合测试的曲线图。

图8b是比较图7a和8a的闭合测试的曲线图。

图9a是描绘了通过流量增压器进行单次流量增压的另一个闭合测试的曲线图。

图9b是比较图7b和9a的闭合测试的曲线图。

图9c是比较图7a、8a和9a的闭合测试的曲线图。

图10a是描绘了具有经过调谐的流量增压的另一个闭合测试的曲线图。

图10b是比较图7a、8a和10a的闭合测试的曲线图。

图11是描绘了优化进入飞行器的燃料的流量的方法的流程图。

技术实现要素：

在至少一个方面，本公开涉及一种用于优化通过燃料补给单元传递到飞行器中的燃料的流量的流量增压器。所述燃料补给单元包括燃料回路。所述流量增压器包括燃料吸入口、吸入口调谐器、触发器和流量调节器。所述燃料吸入口以流体方式耦接到所述燃料回路并且包括壳体和活塞。所述活塞包括活塞头，所述活塞头可以在所述壳体中可滑动地移动，以限定用于收纳穿过所述可变燃料入口并进入所述燃料回路的所述燃料。所述燃料具有施加到所述活塞的燃料力。吸入口调谐器操作性地连接到所述燃料吸入口，并且具有抵抗所述燃料力而施加到所述活塞的调谐力。触发器耦接到所述吸入口调谐器，以选择性地改变所述吸入口调谐器施加的所述调谐力。流量调节器耦接到定位于所述燃料补给单元周围的传感器以从所述传感器接收燃料测量结果，并且操作性地连接到所述触发器以响应于所述燃料测量结果而选择性地激活所述触发器，由此进入所述飞行器中的所述燃料的所述流量在燃料补给期间是可连续调节的。

当所述调谐力超过所述燃料力时，所述活塞朝所述燃料入口的完全闭合位置推动，并且当所述燃料力超过所述调谐力时，所述活塞朝所述燃料入口的完全打开位置推动。所述燃料力由所述燃料在所述燃料入口、所述燃料回路和/或所述飞行器处的燃料压力限定。所述吸入口调谐器包括具有加压流体的加压流体源。所述燃料力包括所述燃料的施加到所述活塞的燃料侧的燃料压力，并且其中所述调谐力包括所述加压流体的施加到所述活塞的流体侧的流体压力。所述活塞进一步包括活塞尾，所述活塞尾通过活塞杆连接到所述活塞头，并且能够与所述活塞头一起移动。所述活塞尾在其相对侧具有所述燃料侧和所述流体侧，并且将所述壳体中的活塞室分成在所述活塞尾的所述燃料侧的燃料室和在所述活塞尾的所述流体侧的流体室。所述燃料室与燃料进行流体连通，并且所述流体室与所述加压流体进行流体连通。

所述吸入口调谐器包括电机，所述电机操作性地连接到所述活塞，并且所述调谐力由所述电机的驱动力限定。所述触发器包括驱动器、螺线管和/或阀。

在另一方面，本公开涉及一种优化传递到飞行器中的燃料的流量的燃料补给系统。所述燃料补给系统包括燃料源、燃料补给单元，所述燃料补给单元包括燃料回路，所述燃料回路与所述燃料源和所述飞行器以及流量增压器进行选择性流体连通。所述流量增压器包括燃料吸入口、吸入口调谐器、触发器和流量调节器。所述燃料吸入口以流体方式耦接到所述燃料回路并且包括壳体和活塞。所述活塞包括活塞头，所述活塞头可以在所述壳体中可滑动地移动，以限定用于收纳穿过所述可变燃料入口并进入所述燃料回路的所述燃料。所述燃料具有施加到所述活塞的燃料力。吸入口调谐器操作性地连接到所述燃料吸入口，并且具有抵抗所述燃料力而施加到所述活塞的调谐力。触发器耦接到所述吸入口调谐器，以选择性地改变所述吸入口调谐器施加的所述调谐力。流量调节器耦接到定位于所述燃料补给单元周围的传感器以从所述传感器接收燃料测量结果，并且操作性地连接到所述触发器以响应于所述燃料测量结果而选择性地激活所述触发器，由此进入所述飞行器中的所述燃料的所述流量在燃料补给期间是可连续调节的。

所述传感器包括流体压力(pfluid)传感器、燃料压力(pfuel)传感器、吸入口压力(pintake)传感器、燃料流速(qfuel)传感器、模拟喷嘴压力(pns)传感器、实际喷嘴压力(pna)传感器和所述飞行器处背压(pplane)传感器。所述燃料补给单元包括消防栓分配器或燃料补给器。

最后，在另一方面，本公开涉及一种优化进入飞行器中的燃料的流量的方法。所述方法包括使所述燃料传递穿过燃料吸入口并进入燃料回路中，并且从所述燃料回路进入所述飞行器中；通过以下限定所述燃料吸入口的燃料入口的尺寸：将活塞可滑动地定位在所述燃料入口中并将所述燃料的燃料力施加到所述活塞；在所述传递期间测量所述燃料的燃料参数；以及在所述传递期间并且基于所述测量，通过抵抗所述燃料力选择性地施加调谐力，使得所述燃料吸入口的所述燃料入口的尺寸改变，来使所述燃料的所述流量选择性地增压至所述飞行器中。

所述选择性地增压包括在传输期间将燃料的压力保持低于最大压力和/或选择性地增加所述调谐力以克服所述燃料力。

具体实施方式

以下描述包含体现本主题的技术的示例性设备、方法、技术和/或指令序列。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所描述的实施例。

本公开涉及一种用于通过在燃料补给期间使用流量增压器调节燃料流量来优化进入飞行器中的燃料流量的燃料补给系统和方法。在燃料从储存设施通过燃料回路并到达飞行器时，流量增压器通过使用如加压流体(例如，空气、燃料、液压流体等)等吸入口调谐器和/或电机来选择性地调节流量，以改变通过燃料回路的燃料吸入口(例如，入口耦接、压力控制阀等)的流量。吸入口调谐器向燃料吸入口的入口施加力，从而改变入口的尺寸(例如，直径、面积等)以及可以通过燃料回路并到达飞行器的燃料的量。吸入口调谐器可以在燃料补给期间在不与燃料接触的情况下施加压力和/或在距飞行器一定距离的位置处施加压力。

流量增压器可以与各种燃料回路和/或燃料设备一起使用，如燃料补给单元(例如，燃料补给器、消防栓系统、燃料系统等)、燃料吸入口(例如，入口耦接、压力控制阀等)、燃料回路(例如，流线、罐、计量器等)和/或具有喷嘴的软管(例如，各种类型、大小等)。流向飞行器的燃料的流体参数(例如，流速、压力、温度等)可以被监测并用于选择性地调节吸入口调谐器，并且从而调节燃料流量。这种调节可以用于例如使燃料流量保持处于安全参数(例如，最大流体压力和/或其它规定)内和/或增加操作效率(例如，燃料补给时间和/或其它操作性限制)。流量增压器可以随时间调节燃料流量，以在燃料补给操作期间和/或实时连续调谐燃料流量。本文提供的实验指示，燃料补给期间的流量增压可以增加在燃料补给期间燃料流量的效率和安全性。

流量增压器可以提供有实现以下一项或多项的目标：增加安全性；保持最大燃料压力；减少燃料补给时间；优化燃料输送速率；调谐燃料流量；减少过度排放；降低压力波动；增加燃料流速；在升高的背压下增加流速；在各种背压下管理流量；校准燃料设备；提高效率；降低成本；用各种设备(例如，各种喷嘴)进行操作；快速响应监测到的燃料流量参数；连续监测能力；减少对燃料设备的影响(例如，冲击、应力、磨损等)；减少能耗；捕获燃料补给操作的数据；提供上游控制；基于监测到的燃料补给参数进行控制；在需要时移除燃料补给瓶颈等。

飞行器燃料补给

图1描绘了用于给飞行器102燃料补给的示例飞行器燃料地点(或站)100。燃料地点100可以是例如场面飞机场、机场和/或航站楼，其中一个或多个飞行器102可以停止在场面上以用于离机、燃料补给(或燃料补给)、装载等。在另一实例中，燃料地点100可以是用于进行飞行中燃料补给的空中位置。

燃料地点100可以包含燃料补给系统101，所述燃料补给系统包含一个或多个燃料补给单元104a-d、燃料箱106和流量增压器107。如此实例所示，燃料补给单元可以是消防栓分配器104a、燃料补给器104b、固定分配器104c和/或机载分配器104d。燃料补给单元104a-d可以定位于飞行器102周围，用于使燃料传递到所述飞行器。

燃料补给单元104a-d各自包含一个或多个燃料箱106和燃料回路108。如此实例所示，燃料箱106可以与燃料补给单元104a-d分离或与其一体化。燃料箱106a-d可以是用于容纳各种流体(如燃料、添加剂和/或其它流体(统称为“燃料”))的容器，所述流体可以被传递到飞行器102以供在其中使用。燃料补给单元104a-d和/或燃料箱106可以具有各种配置，如移动、静止、机载、场面、地下和/或其组合。

燃料回路108可以由燃料补给单元104a-d承载，用于使燃料从燃料箱106a,b传递到飞行器102。燃料回路108可以包含或耦接到各种燃料设备，如吸入口110和软管112。吸入口110可以定位于燃料回路108的入口周围，以从各个燃料箱106收纳燃料。

软管112可以将燃料回路108以流体方式连接到飞行器102，用于使燃料传递到所述飞行器。软管112的喷嘴111可以连接到飞行器102，用于选择性地将流体从燃料回路108释放到飞行器102中。燃料回路108可以具有各种流量控制装置，以使燃料从吸入口110传递到软管112，如本文进一步所描述的。

流量增压器107示意性地示出在燃料地点100周围。流量增压器107的部分或全部可以在地面上方、地下或其组合。在此实例中，假定流量增压器107位于地面上方位置，并且可以是燃料地点100周围的任何地方。流量增压器107的部分可以位于不同位置处和/或包含在其它设备内，如包含在各种燃料补给单元104a-d内。

流量增压器107耦接到吸入口110和/或燃料回路108，以在燃料补给期间调节通过所述吸入口和/或燃料回路的燃料的流量。流量增压器107包含吸入口调谐器115、触发器116和流量调节器118。吸入口调谐器115耦接到吸入口耦接器110，触发器116耦接在吸入口调谐器115与流量调节器118之间。流量调节器118与飞行器102、燃料回路108、吸入口调谐器115和/或触发器116耦接，以监测和/或控制其操作。吸入口调谐器115可以耦接到吸入口110以向其施加力(例如，流体压力或驱动力)；触发器116可以用于改变吸入口调谐器115的力；并且流量调节器可以用于响应于所测量的参数(如燃料的燃料压力)来激活触发器116，如本文进一步所描述的。

尽管图1示出了燃料地点100、燃料补给单元104a-d、流量增压器107和/或用于给飞行器102燃料补给的相关设备的具体实例，但是其它变化也是可能的。例如，可以使用所描绘的组件中的一个或多个组件的各种组合。

流量增压器

图2a是更详细地示出了消防栓分配器104a和流量增压器107的示意图。此视图示出了具有流量增压器107的燃料补给系统101的操作。如这些视图所示，消防栓分配器104a是通过地下流线耦接到场面燃料箱106并且通过软管112耦接到飞行器102的移动车辆(例如，卡车)。消防栓分配器104a包含具有吸入口110的燃料回路108。

如此视图所示，燃料吸入口110的壳体具有通过所述壳体的燃料入口。燃料入口以流体方式连接到燃料箱106以通过所述燃料箱收纳燃料。壳体的可移动壁219(例如，活塞、门等)限定了流体入口的可变几何形状(例如，入口直径、面积等)δφ。可移动壁219可以由流量增压器107移动以改变燃料入口的几何形状，从而改变燃料穿过燃料回路108并进入飞行器102中的流量。

燃料回路处的燃料的压力(例如，模拟喷嘴压力(pns))和/或喷嘴处的燃料的压力(例如，实际喷嘴压力(pna))可以施加到可移动壁219。这种燃料压力向可移动壁219的燃料侧施加燃料力。流量增压器107可以用于提供抵抗燃料力相反的调谐力。

可以使用流量增压器107的吸入口调谐器115、触发器116和流量调节器118来改变施加到可移动壁的调谐力。吸入口调谐器115可以具有各种配置，如具有加压流体的流体源。加压流体的流体压力充当抵抗可移动壁219的调谐力。

触发器116可以是用于改变从流体压力源115释放到可移动壁219的流体压力的阀，从而改变调谐力。例如，触发器116可以是由流量调节器118电操作的螺线管，以调节施加到可移动壁219的加压流体(pfluid)的压力。触发器116可以被选择性地激活，以在位置之间移动和/或通过流量调节器118调节到各种水平。流量调节器118可以电耦接到触发器116，以便对其进行选择性激活。

当增压器107相对于燃料回路108中的压力改变调谐力(例如，来自pns和/或pna)时，可变开度δφ改变(例如，增加/减小直径)，从而改变传递到飞行器102中的燃料(qfuel)的流量。例如，当调谐力超过燃料力时，可移动壁可以被推动到具有减小的入口直径δφ的闭合(或更闭合)位置，从而减小传递到流量回路中的燃料的流量。在另一实例中，当调谐力小于或等于燃料力时，可移动壁可以被释放到具有增加的入口直径δφ的打开(或更打开)位置，从而增加传递到流量回路中的燃料的流量。

流量调节器118可以耦接到飞行器102、燃料回路108和/或吸入口调谐器115，以监测和/或控制其操作。触发器116可以由流量调节器118控制，以选择性地将加压流体从流体源115释放到可移动壁219。使用触发器116，流量调节器118可以选择性地调节吸入口110以选择性地改变传递到燃料回路108和/或飞行器102中的燃料的流量。

流量调节器118可以包含数据库(存储器)228、处理器(例如，中央处理单元(cpu))230、控制器231、电源232、通信器233和输入/输出装置234。数据库228可以接收和存储来自各种来源的数据，如传感器s1-s7和/或在燃料地点100上或所述燃料地点之外的其它来源。例如，调节器118可以耦接到燃料补给系统101周围的传感器，如用于测量流体压力(pfluid)的传感器s1、用于测量燃料压力(pfuel)的s2、用于测量吸入口压力(pintake)的s3、用于测量通过燃料回路108的燃料的流速(qfuel)的s4、用于测量模拟喷嘴压力(pns)的s5、用于测量实际喷嘴压力(pna)的s6和用于测量飞行器处的压力(背压-pplane)的s7。pns传感器s5可以是例如文丘里传感器，并且流速传感器s4可以是流量计。可以通过传感器测量其它参数，如流速、温度、组分等。

处理器230可以处理(例如，组合、解释、分析、计算等)所接收到的数据。控制器231可以由处理器激活以对触发器116、吸入口调谐器115和/或燃料补给系统101的其它部分采取动作。电源232可以给流量增压器107提供电力。

通信器233可以通过调节器118与燃料补给系统101的各个组件之间的有线或无线连接传送电力和/或数据信号，如虚线所指示的。输入/输出装置234可以用于输入数据和/或生成输出。输入/输出装置234可以用于允许用户输入基于所接收到的数据进行补充、改变、生成和/或以其它方式采取行动，如本文进一步所描述的。可以生成各种输出，如报告、警报、显示等。示出了描绘随着时间由传感器s1、s5和s6进行的压力测量结果的示例输出235。

如输出235所示，流量增压器107、流量调节器118、触发器116和/或吸入口调谐器115可以以调谐燃料补给系统101的压力测量结果以使进入飞行器102的燃料压力保持处于(例如，在喷嘴111和/或传感器s6(pna)处)期望范围内的目标操作。流量调节器118可以被设定成当所感测的压力达到用于激活触发器的最小触发器水平时激活触发器116。最小触发水平可以是例如与在由操作规范和/或政府法规限定的最大压力(pmax)的范围r(例如，约75％)内的燃料压力相对应的压力。当所测量的压力下降到最小触发水平以下时，流量调节器118可以激活触发器116以使吸入口调谐器115移位，从而改变燃料压力。

可以使燃料压力保持低于pmax和/或在预定范围r内。此范围r可以是例如在操作能力内提供最大效率的范围。此范围可以是例如(并且没有限制)介于pmax的约80到约100％(或60-100％或75-100％)之间。此范围r可以在例如约50％(或60％或70％或80％)或更多的燃料补给时间tr的预定持续时间内被建立。

图2b1和2b2示出了具有可变入口几何形状(δφ)的燃料入口的燃料吸入口210a,b的实例。图2b1示出了处于压力控制配置的燃料吸入口210a。图2b2示出了处于电机配置的燃料吸入口210b。燃料吸入口210a,b中的每个燃料吸入口的壳体225a,b具有燃料入口229a,b和燃料出口237a,b以及可以在其中可滑动地移动的活塞219a,b。燃料通道在燃料入口229a,b与燃料出口237a,b之间延伸通过壳体225a,b的壁部分和/或环形通道。

在图2b1的版本中，壳体225a被示出为具有活塞室的圆柱形构件，所述活塞室被活塞219a的活塞头分成流体室和燃料室。这种配置的吸入口调谐器是由阀触发器116a激活的流体源115a。流体源115a可以是填充有加压流体(如燃料、空气、液压流体等)的容器壳体(例如，罐)，所述加压流体能够抵抗燃料力ff向可移动壁(活塞头)219施加流体压力fp。流体源115a可以通过阀触发器116a与燃料吸入口110进行选择性流体连通。

来自流体源115a的加压流体与流体室进行流体连通，并且燃料与燃料室进行流体连通。活塞头可以通过由进入燃料室的燃料施加的燃料力ff以及通过从压力源115a进入流体室的加压流体的流体压力fp在壳体225a内可滑动地移动。

在通过流量调节器激活阀触发器116a时，阀触发器11a6可以改变来自压力源115a的加压流体的量，从而改变施加到活塞219a的流体侧的调谐力。在压力改变时，活塞219a在壳体225a内移位。

活塞219a的活塞尾还通过弹簧加载的活塞杆耦接到活塞头，并且可与活塞头一起移动。活塞尾可绕燃料入口229a可滑动地定位，以选择性地改变通过其中的流量。活塞尾可在燃料入口打开以收纳通过其中的燃料的完全打开位置与活塞阻挡燃料入口229a的完全闭合位置之间移动。活塞尾可以处于完全打开与闭合位置之间的各个位置，以改变进入燃料入口229a中的燃料的流量。

图2b2的燃料吸入口210b与图2b1的燃料吸入口类似，除了壳体225b具有不同配置并且吸入口调谐器是由电触发器116b(例如，螺线管、开关、电路等)激活的电机115b之外。在此配置中，电机115b通过活塞杆耦接到活塞头。电机115b可以具有齿轮、联动装置(linkage)或其它装置以驱动活塞219a。电机115b可以是例如可由电触发器116b电激活的常规伺服电机。

流量调节器118可以激活电触发器116b以触发电机115b，以向活塞219a施加与燃料力ff相反的驱动力fd，从而移动活塞219a。活塞219a可以由电机115b绕入口229b移动以选择性地允许更多或更少的燃料通过其中。活塞头可以在燃料入口229b周围可滑动地定位在燃料入口打开以收纳通过其中的燃料的完全打开位置与活塞阻挡燃料入口229a的完全闭合位置之间，以选择性地改变通过燃料入口的流量。

图3a和3b分别是描绘了燃料补给系统101a,b的细节的示意图。图3a示出了具有消防栓分配器104a和流量增压器107的燃料补给系统101a的细节。图3b示出了具有燃料补给器104b和流量增压器107的燃料补给系统101b。

如图3a的实例所示，消防栓分配器104a包含燃料箱106和燃料回路308a。燃料回路308a具有入口耦接110a，以收纳来自燃料箱106的燃料和来自吸入口调谐器115的调谐力。吸入口耦接器110a可以是具有可变燃料入口310和流体入口312的装置，其中可移动壁319位于所述可变燃料入口和流体入口之间。可以使用的吸入口耦接器的实例包含可从eatontm在www.eaton.com商购获得的具有压力控制的消防栓耦接器。

燃料回路308a包含从入口耦接110a延伸到软管112a,b的流线220。流线220可以是在燃料入口310a和软管112a,b之间延伸的管状构件(例如，管道、导管、管子等)，用于使燃料从燃料箱106传递到飞行器102。管状构件的各种组合可以连接以限定用于穿过燃料回路的燃料的流量的燃料路径。管状构件的部分可以可移除地连接以根据需要选择性地配置燃料回路。燃料回路108与燃料补给系统101的其它部分之间的连接可以是燃料回路308a的部分或耦接到所述燃料回路。

一个或多个软管112a,b可以耦接到燃料回路308a以便连接到飞行器。在此实例中，描绘了具有喷嘴111的两组软管112a,b。软管112a包含甲板软管112a，并且软管112b位于软管卷轴322上。可以提供软管卷轴322来支撑软管112a,b。软管112a,b在其一端处具有喷嘴111，所述喷嘴可连接到飞行器102，用于使燃料传递到飞行器。喷嘴111可以具有触发器，以选择性地将燃料从软管112a,b释放到飞行器102中。

燃料回路308a设置有各种流体控制装置，用于使用通过燃料回路308a的燃料来操作。燃料回路308a包含用于使燃料传递到甲板软管112a的阀324a和用于使燃料传递到软管112b的阀324b。燃料回路308a还具有燃料过滤器327，所述燃料过滤器用于在燃料通过燃料回路308a时过滤燃料。其它流量控制装置(如阀、过滤器、限流器、喷嘴、倾卸罐、采样管线、倾卸管线等)可以定位在沿燃料回路的各个位置处，用于执行各种流体功能。阀324a,b可以包含用于选择性地使燃料传递到燃料回路308a的各部分的各种装置，如入口耦接110a、流量控制阀324a,b和其它阀。软管112a的喷嘴111还可以充当阀和/或流量控制装置，以选择性地将燃料释放到飞行器102中。

而且，如图3a所示，流量增压器107的触发器116耦接到吸入口耦接器110a，以施加来自吸入口调谐器115的调谐力。流量增压器107的调节器118耦接到传感器s1-s7以检测流体参数，如喷嘴压力(pns/pna)、燃料流速(qfuel)和流体压力(pfluid)。这些流体参数可以由流量调节器118监测以激活触发器116，以改变由吸入口调谐器115施加到流体入口312的调谐力。

压力(pfluid)对可移动壁319a施加力。从喷嘴压力(pna或pns)向可移动壁319a施加反力。压力(pfluid)可以由流量调节器118调节以克服喷嘴压力(pna或pns)，所述喷嘴压力足以使可移动壁319a移位以改变燃料入口310的尺寸，从而改变流速(qfuel)。调节器118可以连续监测传感器s1-s7，并且对燃料入口310和/或吸入口耦接器110a进行调节，以根据需要改变燃料流量。例如，这些调节可以例如通过以下进行：激活调节器118以发信号通知阀(例如，电磁阀)116调节从流体源115流到吸入口耦接器110a的加压流体，从而改变施加到可移动壁319的力、穿过燃料吸入口110a的燃料的流量以及飞行器102处的燃料压力。可以进行这些调节以使喷嘴压力(pns)保持处于或低于预定义最大压力(pmax)，和/或将燃料的流量增压到最大压力的范围内。

图3b的燃料补给系统101b与图3a的燃料补给系统101a类似，除了示出了其中包含燃料箱106的燃料补给器104b之外。同样，提供泵326以将燃料从燃料箱106泵送到燃料入口310b，并且燃料吸入口110b是可通过吸入口调谐器115和触发器116调节的内联压力控制阀(inlinepressurecontrolvalve)。可以使用的压力控制阀的实例包含可从cartertm在www.eaton.com商购获得的气动内联压力控制阀。

实例

图4-10b描绘了绘制在测试期间所测量的燃料补给系统101的各种参数的曲线图400-1000b。这些测试将使用具有通过将加压流体(pfluid)施加到燃料回路(例如，在吸入口处)而提供的流量增压的燃料补给系统101执行的燃料补给操作与不具有流量增压的燃料补给操作进行比较。流量增压力旨在操纵进入飞行器中的燃料流速(qfuel)，从而减少燃料补给时间。流量增压还旨在提供调谐能力以选择性地调节燃料流量(并且从而调节压力)，以便使喷嘴压力(pns/pna)保持处于预定义限制(如最大压力(pmax))内。

测试是在具有与图3a中的燃料补给系统101类似的配置中的燃料补给系统的测试装备(testrig)上执行的。在环境温度下通过吸入口耦接器在对燃料回路的供应压力下使用喷气燃料。为了测试目的，提供测试装备代替飞行器102，并且在测试装备处使用测试阀以在闭合测试期间切断到测试装备的流动。

在测试期间，燃料从燃料箱106通过燃料回路108并进入装备中，并且从传感器s1-s7中的一个或多个传感器(如文丘里传感器(pns)、背压传感器(pplane)、装备压力传感器(pintake)、喷嘴压力(pna)、空气参考压力(pfluid)和燃料补给系统中的燃料流速传感器(qfuel))进行测量。测量结果包含例如，穿过燃料补给系统的燃料的压力和/或流速测量结果。对于实例1-4的测试，流量增压器107被停用，使得不提供流量增压。对于具有流量增压的实例5-7的测试，流量增压器107被激活以提供所述流量增压。

实例1—文丘里传感器的校准

在此实例1中，执行对燃料补给系统中的传感器的校准。在校准期间，使燃料从燃料箱传递到燃料回路中。在传递到燃料箱的燃料的流速(qfuel)改变时，传感器收集测量结果。这些测试开始于流速(qfuel)在从约175到约275秒的初始时间段460a期间从约0gpm增加到约280gpm并下降回到约120gpm。

在约275秒到约400秒的临界时间段460b期间，pns/pna稳定到约20psi(1.41kg/cm2)到约30psi(2.11kg/cm2)的临界压力。在约400秒到约500秒的最终时间段460c期间，流速(qfuel)增加回到约280gpm。在时间段460a-c期间，从传感器pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel进行测量。

图4是描绘了在校准期间由燃料回路中的流体传感器进行的测量的线形图400。曲线图400绘制了流体传感器pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel的压力(p)(y1)和流速(q)(y2)对时间。如曲线图400所示，实际喷嘴压力(pna)和模拟喷嘴压力(pns)在初始时间段460a和最终时间段460c期间不同地测量。而且，如曲线图400所示，实际喷嘴压力(pna)和模拟喷嘴压力(pns)在如框462所指示的稳定时间段期间并且在临界时间段460b内测量约相同的压力。这可以用于确认实际喷嘴压力(pna)和模拟喷嘴压力(pns)传感器被校准。

实例2—没有增压的闭合测试-在变化的压力流体(pfluid)下

在此实例中，在不同的流体压力(pfluid)下并且在流量增压器107停用的情况下在燃料补给系统上执行闭合测试。闭合测试涉及使燃料从燃料箱通过燃料回路并到达测试装备。在闭合测试期间，测试阀关闭，并且从传感器pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel中的每个传感器收集测量结果。

图5a-5c是描绘了在闭合测试期间进行的测量的曲线图500a-c。曲线图500a-c绘制了从pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器收集的测量结果的压力(p)(y1)和流速(q)(y2)对时间。闭合测试是在流体压力(pfluid)为约60psi(4.22kg/cm2)(图5a)下、在流体压力(pfluid)为约70psi(4.92kg/cm2)(图5b)下以及在流体压力(pfluid)为约80psi(5.63kg/cm2)(图5c)下，并且其中最大压力(pmax)设定在55psi(3.87kg/cm2)下进行的。

如曲线图500a-c所示，一旦测试阀关闭，燃料的流速(qfuel)就会减小，如圆圈566a-c所指示的。从曲线图500a-c中，可以确定加压流体的最大压力(pfluid-max)，即60psi(4.22kg/cm2)(图5a)、70psi(4.92kg/cm2)(图5b)和80psi(5.63kg/cm2)(图5c)。这些曲线图指示，使喷嘴压力(pns/pna)保持低于最大压力(pmax)所需要的加压流体的压力(pfluid-max)约为70psi(4.92kg/cm2)。

实例3—没有增压的闭合测试-使用不同的喷嘴

在此实例中，使用不同的喷嘴并且在流量增压器停用的情况下在燃料补给系统上执行闭合测试。闭合测试涉及使燃料从燃料箱通过燃料回路并到达测试装备。三个不同的喷嘴连接到测试装备，并且使用所述三个喷嘴中的每个喷嘴重复闭合测试。在这些闭合测试中的每个闭合测试期间，燃料压力(pintake)和流体压力(pfluid)分别保持恒定在100psi(7.03kg/cm2)和61psi(4.29kg/cm2)。在闭合测试期间，测试阀关闭，并且从传感器pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel中的每个传感器收集测量结果，以确定测量结果的差异是否由于使用不同的喷嘴。

图6a-6c示出描绘了在闭合测试期间进行的测量的曲线图600a-c。曲线图600a-c绘制了从pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器收集的测量结果的压力(p)(y1)和流速(q)(y2)对时间。使用45psi(3.16kg/cm2)喷嘴(图6a)、50psi(3.52kg/cm2)喷嘴(图6b)和55psi(3.87kg/cm2)喷嘴(图6c)执行闭合测试。

如曲线图600a-c所示，一旦测试阀关闭，燃料的流速(qfuel)就会减小。而且，如曲线图600a-c所示，喷嘴压力(pns，pna)与在临界时间段内测试的所述喷嘴中的每个喷嘴保持一致，如圆圈668a-c所示。这些曲线图600a-c指示，喷嘴之间的测量结果存在很小的差异。

实例4—实例3的闭合测试的pns和pna的比较

分析图6a-6c的曲线图并将其用于生成图7a-7c的曲线图700a-c。曲线图700a-c分别绘制了每个不同喷嘴压力的流速(q)(y轴)对压力(pns)、(pna)、(pns/pna)(x轴)。图7a分别绘制了45psi(3.16kg/cm2)喷嘴(图6a)、50psi(3.52kg/cm2)喷嘴(图6b)和55psi(3.87kg/cm2)喷嘴(图6c)的实际喷嘴压力(pna)的流速(qfuel)。图7b分别绘制了使用图6a-6c的45psi、50psi和55psi(3.87kg/cm2)喷嘴的喷嘴(pns)压力的燃料的流速(q)。图7c在同一曲线图700c上绘制了图7a和7b的曲线图。曲线图700a-c中还示出了在50psi(3.52kg/cm2)下的最大压力(pmax)线。

如曲线图700a-700c所示，对于大多数闭合测试，在闭合测试期间(没有流量增压器)的燃料流速保持远远低于最大压力(pmax)。而且，如曲线图700c所示，在两个压力传感器(pns/pna)的压力均接近最大压力(pmax)时，所述压力传感器(pns/pna)中的每个压力传感器的流速与闭合测试的一部分一致，如圆圈768所指示的。

实例5—具有燃料增压的闭合测试-pna比较

在此实例中，在流量增压器107被激活的情况下在燃料补给系统上执行闭合测试，并且与流量增压的图7a的闭合测试进行比较。闭合测试涉及使燃料从燃料箱通过燃料回路并到达测试装备，并且如图5a-6c的闭合测试中那样关闭测试阀。在此版本中，流量增压是通过调节流体压力(pfluid)持续约30秒来提供的。这些压力调节用于改变(例如，增压)进入燃料回路中的燃料(qfuel)的流速，如图2a所示。在此闭合测试期间，最大压力(pmax)是50psi(3.52kg/cm2)，并且从传感器pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel中的每个传感器收集测量结果。

图8a-8b是描绘了在流量增压器被激活的情况下在闭合测试期间进行的测量的曲线图800a-b。曲线图800a绘制了从pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器收集的测量结果的压力(p)(y1)和流速(q)(y2)对时间。如圆圈870a,b所指示的，流量增压器在时间t＝0.4时被激活，以将压力(pfluid)从约100psi(7.03kg/cm2)减小到约80psi(5.63kg/cm2)，并且在时间t＝0.6时被激活，以将压力(pfluid)从80(5.63kg/cm2)psi减小到60psi(4.22kg/cm2)。这导致控制由pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器所测量的压力。如曲线图800a所示，加压流体(pfluid)可以用于提供流量增压以控制实际喷嘴压力(pna)以及燃料补给系统的其它压力。此控制可以用于使pna保持低于pmax。

曲线图800b使用在图8a的闭合测试期间进行的测量来绘制流速(q)(y轴)对pna(x轴)，以产生流量增压器线800a'。曲线图800b还示出了图7的曲线图700a用于比较。如虚线三角形872所指示的，具有加压增压的燃料的流速将流速(qfuel)增加到更接近最大压力(pmax)50psi(3.52kg/cm2)的速率。曲线图800b还示出了流量增压800a'的pna在多于50％的时间内落入80％的r1的范围内，但是曲线图700a的没有流量增压的pna在少于10％的时间内处于范围r1内。

曲线图800a,b指示流量增压可以用于增加实际喷嘴压力(pna)和/或操纵燃料(pfuel)的流量。此曲线图800b还指示，流量增压增加了进入飞行器中的流量的速率(qfuel)，从而减少填充飞行器中的燃料箱的时间。使用流量增压器增加的流量的速率(qfuel)可以提供压力到燃料回路中，从而补偿在燃料补给期间可能发生的背压，如曲线图800a,b所示。

基于这些曲线图，计算显示，在没有增压的情况下，在背压为约25psi(1.76kg/cm2)时，速率为800升/分钟且持续5分钟的流量产生约4000升(1056.69加仑)的加注量。使用图8a和8b的流量增压器，在背压为25psi(1.76kg/cm2)并且流速为每分钟约280加仑(1059.91升)时，1058加仑(4004.96升)的容积在约3.78分钟内以每分钟280加仑(1059.91升)的速率填满。3.78分钟是贯穿燃料补给循环使用流量增压器减少约25％的燃料补给时间。

实例6—具有燃料增压的闭合测试-psa比较

此实例与实例5相同，除了在此版本中的流量增压是通过在流量增压器被激活的情况下对流体压力(pfluid)进行单次调整，并且将结果与没有流量增压的图7b的模拟喷嘴压力(pns)进行比较来执行的之外。此实例5还表明了在使模拟喷嘴压力(pns)保持低于最大压力(pmax)的同时使用流量增压。

图9a-9c是描绘了在流量增压器被激活的情况下在闭合测试期间进行的测量的曲线图900a-c。曲线图900a绘制了从pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器收集的测量结果的压力(p)(y1)和流速(q)(y2)对时间。如虚线圆圈970所指示的，流量增压器在时间t＝0.4时被激活，以将压力(pfluid)从75psi(5.27kg/cm2)减小到60psi(4.22kg/cm2)。

如曲线图900a所示，加压流体(pfluid)可以用于提供流量增压以增加模拟喷嘴压力(pns)以及燃料补给系统的其它压力，和/或操纵燃料(pfuel)的流量。这种流量增压使由pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器所测量的压力对应增加，并且使燃料压力不超过最大压力(pmax)。

曲线图900b使用在图9a的曲线图900a中所示出的闭合测试期间进行的测量来绘制流速(q)(y轴)对pna(x轴)，以产生流量增压器线900a'。曲线图900b还示出了曲线图700b用于比较。如虚线圆圈972a所指示的，具有加压增压的燃料的流速将流速(qfuel)增加到更接近最大压力(pmax)50psi(3.52kg/cm2)的速率。此曲线图900b还指示，流量增压增加了进入飞行器中的流量的速率，从而减少了填充飞行器中的燃料箱的时间，同时使燃料压力保持低于最大压力(pmax)。曲线图900b还示出了，流量增压900a'的pns在约100％的时间内落入60％的r2范围内，并且pna在约90％的时间内落入r2范围内，但是曲线图700b的没有流量增压的pna在少于约30％的时间内处于r2范围内。

曲线图900c使用在图8a的线800a'和图9a的线900a'中所示出的闭合测试期间进行的测量来绘制流速(y轴)对pns/pna(x轴)。曲线图900b还示出了曲线图700a'用于比较。曲线图700a'是图7的曲线图700a上的点的平均值。如虚线平行四边形972b所指示的，具有加压增压的燃料的流速将流速(qfuel)从模拟喷嘴压力和实际喷嘴压力(pns/pna)增加到更接近最大压力(pmax)50psi(3.52kg/cm2)的速率。

曲线图900b指示，流量增压800a'和1000a'的pna在约70％的时间内落入60％的r3范围内，但是曲线图700b的没有流量增压的pna在少于约10％的时间内处于范围r3内。此曲线图900c还示出了在监测pns对pna时流量增压器性能的差异。

实例7—用45psi(3.16kg/cm2)喷嘴进行的闭合测试-pns和psa比较

此闭合测试与图6a的实例3类似，除了此闭合测试是在没有增压的情况下使用不同的喷嘴在45psi(3.16kg/cm2)和在80psi(5.63kg/cm2)流体压力下执行的之外。图10a-10b是描绘了在闭合测试期间在流量增压器在恒定压力下没有被激活的情况下进行的测量的曲线图1000a-b。曲线图1000a绘制了从pns、pintake、pplane、pna、pfluid和qfuel传感器中的每个传感器收集的测量结果的压力(p)(y1)和流速(q)(y2)对时间。

如曲线图1000a所示，以80psi(5.63kg/cm2)加压下恒定增加的流体(pfluid)提供恒定增压，其中45psi(3.16kg/cm2)的匹配喷嘴提供控制以使压力保持低于最大压力(pmax)。曲线图1000a指示，高于标准空气压力设置的这个恒定流量增压可以用于使模拟喷嘴压力(pns)和/或燃料的流量(pfuel)保持接近最大压力(pmax)。

曲线图1000b使用在图10a的曲线图1000a中所示出的闭合测试期间进行的测量来绘制流速(q)(y轴)对pna(x轴)，以产生流量增压器线1000a'。曲线图1000b还示出了图7的曲线图700a和图8的曲线图800a'用于比较。如曲线图所指示的，流量增压器可以用于在操作期间增加流速(qfuel)和/或使压力(pns/pna)保持低于最大压力(pmax)。

图11是描绘了优化进入飞行器中的燃料的流量的方法1100的流程图。所述方法涉及1180—通过燃料吸入口将燃料源以流体方式连接到燃料补给单元的燃料回路，以及1182-通过具有喷嘴的软管将燃料回路以流体方式连接到飞行器。燃料补给单元包括燃料回路、流量增压器和软管。所述方法继续1186—使燃料从燃料源传递到燃料回路中(通过燃料吸入口)并且从燃料回路传递到飞行器中(通过软管)，1188—测量在传递期间燃料的流体参数(例如，qfuel、pns、pna)，以及1190—在传递期间并且基于测量结果，通过抵抗燃料力选择性地施加调谐力，使得燃料吸入口(例如，吸入口耦接器/内联压力控制阀)的尺寸改变，来使燃料的流量选择性地增压至飞行器中。

选择性地增压可以涉及在传递期间使燃料的压力保持低于最大压力，在传递期间使燃料的压力保持处于最大压力的范围内，选择性地增加调谐力(例如，pfluid)以克服燃料力(例如，pna/pns)，在传递期间将调谐力(pfluid)连续施加到燃料吸入口，增压力(例如，流体压力、螺线管信号)是相对于所施加的燃料吸入口的相对燃料力(pna/pns)而施加的，和/或触发吸入口调谐器以改变调谐力。

可以执行这些和其它方法。所述方法的部分或全部可以按任何顺序执行和/或根据需要组合。

尽管参考各个实施方案和利用来描述实施例，但是将理解的是，这些实施例是说明性的，并且本发明主题的范围不限于这些实施例。许多变化、修改、添加和改进是可能的。例如，可以使用本文提供的所述特征中的一个或多个特征的各种组合。

可以为本文描述为单个实例的组件、操作或结构提供多个实例。总体上，在示例性配置中作为单独组件呈现的结构和功能可以实施为组合结构或组件。类似地，作为单个组件呈现的结构和功能可以实施为单独的组件。这些结构和功能以及其它变化、修改、添加和改进可以落入本发明主题的范围内。

在以上描述和附图公开了不处于本文的一项或多项权利要求的范围内的任何另外的主题的情况下，本发明不专用于公众并且保留将一个或多个应用提交给这种另外的发明的权利。尽管本文可以呈现非常窄的权利要求，但应认识到，本发明的范围比所述一项或多项权利要求所呈现的范围宽泛得多。可以在申请中提交宽泛的权利要求书要求保护本申请的优先权的权益。

可以为本文描述为单个实例的组件、操作或结构提供多个实例。总体上，在示例性配置中作为单独组件呈现的结构和功能可以实施为组合结构或组件。类似地，作为单个组件呈现的结构和功能可以实施为单独的组件。这些结构和功能以及其它变化、修改、添加和改进可以落入本发明主题的范围内。