Ёмкость для размещения, по меньшей мере, одного датчика в топливном баке

Изобретение относится к топливным системам летательных аппаратов. Ёмкость (1), выполненная с возможностью неподвижного размещения внутри топливного бака, содержит, по меньшей мере, один датчик (10), патрубок (50) для впуска топлива, соединенный со средством заправки бака, и сквозные отверстия (20, 30). Указанные отверстия выполнены с возможностью выхода топлива из ёмкости в бак или для поступления топлива в ёмкость из бака. Изобретение позволяет повысить точность измерения количества топлива в баке. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к ёмкости для размещения, по меньшей мере, одного датчика в топливном баке. Изобретение также относится к топливному баку в сборе и способу контроля текущей дозаправки топливом.

Предшествующий уровень техники

Необходимо знать количество топлива, которое фактически содержится в топливных баках летательного аппарата, при этом следует обеспечить как можно более высокую точность определения этого количества. Однако измерения количества топлива, которые проводятся на борту летательного аппарата, обычно основаны на измерении уровня жидкости с использованием, например, ёмкостных зондов. Поэтому для оценки количества топлива по результатам измерения уровня топлива необходимо знать плотность топлива.

Вместе с тем хорошо известно, что топливо, используемое для силовой установки летательного аппарата, может изменяться, например, по плотности, в частности, вследствие колебаний температуры топлива или изменения типа или состава топлива, или вследствие комбинации изменений, как температуры, так и типа топлива.

Дополнительная трудность возникает из-за того, что топливо, находящееся в топливном баке летательного аппарата в определенное время, может быть неоднородным по плотности, в зависимости от распределений температуры и типа топлива внутри бака. Кроме того, например, топливо, остающееся в летательном аппарате, который приземлился не так давно, всё ещё сохраняется в холодном состоянии, и, следовательно, имеет плотность, которая больше плотности топлива такого же типа и состава, используемого для заправки из внешней системы подачи топлива, которая находится на уровне земли. Следовательно, топливо, остающееся в топливных баках летательного аппарата от последнего полета, будет формировать слой, который располагается ниже топлива, добавленного в процессе дозаправки, даже если поступающее для заправки топливо вводится в баки через направляющие диффузоры, и как оставшееся, так и только что заправленное количества топлива, будут смешиваться только после установления общего теплового равновесия. Следовательно, измерения уровня топлива, которые осуществляются во время или вскоре после заправки, основанные на использовании датчиков уровня жидкости внутри топливных баков летательного аппарата, не позволяют получить точные оценки количества топлива. Подобные трудности возникают, когда подлежащее заправке топливо имеет такой тип или состав и, следовательно, плотность, которая отличается от плотности топлива, оставшегося в топливных баках летательного аппарата от последнего полета.

Более точные оценки количеств топлива можно получить путем измерения параметров, характеризующих количество топлива, транспортируемого в топливные баки летательного аппарата, прежде чем это топливо будет фактически доставлено в летательный аппарат, а именно, на пути между системой подачи топлива и летательным аппаратом. В этом промежутке транспортируемое топливо имеет постоянные температуру, тип и состав, и, следовательно, постоянную плотность, поэтому оценка количества транспортируемого топлива может быть точной. При проведении затем расчетов можно использовать совместно полученную таким путем оценку количества топлива, только что заправленного, с имеющимися от летательного аппарата данными в отношении количества топлива, уже находящегося на борту. Однако многие существующие системы подачи топлива не снабжены подходящими средствами измерения параметров топлива, отделенными и независимыми от летательного аппарата.

В соответствии с изложенным одной задачей изобретения является выполнение точной оценки количества топлива, которое содержится в топливном баке, несмотря на то, что некоторое количество только что заправленного топлива может отличаться по плотности от топлива, которое уже находилось в топливном баке.

Другой задачей изобретения является измерение, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего количество топлива, которое в текущий момент заправляют в топливный бак, при отсутствии необходимости оборудования системы подачи топлива датчиком для измерения параметра топлива.

Ещё одна задача изобретения заключается в том, чтобы датчик параметра топлива, который используется для топлива, поступающего из внешней системы подачи топлива в топливный бак, мог быть использован для измерения в отношении топлива, находящегося в топливном баке.

Раскрытие изобретения

Для решения, по меньшей мере, одной из этих задач или других задач в соответствии с первым аспектом изобретения предлагается ёмкость, выполненная с возможностью неподвижного размещения внутри топливного бака. Указанная ёмкость предназначена для размещения в ней, по меньшей мере, одного датчика, который предназначен для измерения, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего количество топлива, находящегося вблизи датчика внутри этой ёмкости.

Ёмкость содержит:

верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и боковую стенку, ограничивающие объем внутри ёмкости;

средства фиксации ёмкости внутри топливного бака, при этом верхняя и нижняя поверхности расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления действия силы тяжести;

средства для фиксации датчика в пределах внутреннего объема ёмкости, причем указанный объем имеет такие размеры, что включает в себя свободное пространство в дополнение к датчику, так что ёмкость имеет запас для вмещения топлива, помимо датчика;

группу сквозных отверстий, включающую в себя, по меньшей мере, первое отверстие, проходящее через верхнюю поверхность ёмкости, и второе отверстие, проходящее через нижнюю поверхность указанной ёмкости, причем каждое сквозное отверстие приспособлено для протекания топлива из внутреннего объема ёмкости наружу ёмкости или с внешней стороны указанной ёмкости в указанную ёмкость через сквозное отверстие; и

по меньшей мере, один патрубок для впуска топлива, отделенный от упомянутых сквозных отверстий и предназначенный для подачи топлива в ёмкость, когда указанный патрубок для впуска топлива соединен со средством дозаправки для осуществления дозаправки бака.

В соответствии с другой особенностью изобретения сквозные отверстия имеют такие размеры, что ёмкость постепенно заполняется топливом, которое в текущий момент поступает через патрубок для впуска топлива при осуществлении дозаправки бака, вместо топлива, первоначально находившегося в упомянутой ёмкости перед началом дозаправки. В этом случае результаты измерений, которые производятся с помощью датчика в процессе дозаправки бака, становятся относящимися к топливу, которое в текущий момент поступает через патрубок для впуска топлива.

Кроме того, сквозные отверстия имеют такие размеры, чтобы топливо, находящееся в баке снаружи ёмкости, но вблизи этой ёмкости, и топливо, находящееся в ёмкости, становились одинаковыми или смешанными после прекращения поступления топлива через патрубок для впуска топлива вследствие протекания топлива через сквозные отверстия. Таким образом, дополнительные результаты измерений, которые обеспечиваются датчиком после прекращения дозаправки бака, становятся показательными для топлива, находящегося в баке снаружи ёмкости, но вблизи неё.

Для более эффективного разделения полученных с помощью датчика результатов измерений, которые относятся к топливу, поступающему в текущий момент через патрубок для впуска топлива, и результатов измерений, которые относятся к топливу, первоначально содержащемуся в ёмкости, поступающее в текущий момент топливо и топливо, первоначально содержащееся в ёмкости, не должны смешиваться друг с другом. С этой целью каждый патрубок для впуска топлива может быть предпочтительно расположен так, чтобы топливо, которое поступает в ёмкость через этот патрубок, проникало в объем внутри ёмкости тангенциально по отношению к боковой стенке ёмкости и близко к верхней поверхности. В результате такого расположения поток топлива поступает в ёмкость параллельно и вытесняет первоначально содержащееся топливо вверх, к первому отверстию, или вниз, ко второму отверстию, в зависимости от величины плотности топлива, поступающего в текущий момент, по сравнению с плотностью топлива, находящегося в ёмкости первоначально. Наиболее предпочтительно каждый патрубок для впуска топлива может быть расположен так, чтобы в объеме внутри ёмкости и в процессе дозаправки бака существовала горизонтальная зона разделения между топливом, поступающим в текущий момент через патрубок для впуска топлива, и топливом, первоначально находящемся в ёмкости перед началом дозаправки, и эта зона разделения постепенно перемещается вверх или вниз.

Дополнительные усовершенствования изобретения могут быть направлены на достижение полного замещения топлива, первоначально содержащегося в ёмкости, топливом, поступающим в текущий момент. Для этого верхняя поверхность ёмкости может быть выполнена конической формы с первой вершиной конуса, расположенной выше этой верхней поверхности. При этом первое сквозное отверстие сообщается с объемом внутри ёмкости в этой первой вершине. Подобным образом, нижняя поверхность ёмкости также может иметь коническую форму со второй вершиной конуса, которая расположена ниже этой нижней поверхности. Следовательно, второе сквозное отверстие сообщается с объемом внутри ёмкости в этой второй вершине.

В соответствии с другим усовершенствованием изобретения сквозные отверстия могут также содержать, по меньшей мере, один дополнительный канал для топлива, который вблизи нижней поверхности ёмкости соединяет объем, заключенный внутри ёмкости, с внешней стороной ёмкости на уровне, близком к верхней поверхности. Возможно, что боковая стенка ёмкости может содержать внутреннюю боковую поверхность, которая соединена с верхней поверхностью, и внешнюю боковую поверхность, присоединенную к нижней поверхности. В таких вариантах осуществления внешняя боковая поверхность окружает внутреннюю боковую поверхность так, что зазор, существующий между внутренней и внешней боковыми поверхностями, образует дополнительный канал для топлива. При таком выполнении поток топлива из объема внутри ёмкости к внешней стороне ёмкости или обратно может быть увеличен.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен топливный бак в сборе, который содержит:

по меньшей мере, один топливный бак, снабженный средством подачи топлива из внешней системы подачи топлива в топливный бак;

ёмкость согласно первому аспекту изобретения, неподвижно размещенную внутри топливного бака;

по меньшей мере, один датчик, закрепленный в объеме внутри ёмкости и предназначенный для измерения параметра топлива; и

трубопровод ответвления, соединяющий средство дозаправки с патрубком для впуска топлива ёмкости так, что часть топлива, поступающего из внешней системы подачи топлива в топливный бак, проходит через упомянутый трубопровод ответвления в ёмкость и заполняет объем внутри ёмкости в процессе дозаправки топливного бака.

Такой топливный бак в сборе может быть предназначен для установки на борту самолета или вертолета.

Датчик может представлять собой, по меньшей мере, один из датчика температуры топлива, датчика плотности топлива, датчика диэлектрической проницаемости топлива и других подходящих датчиков.

Наконец, согласно третьему аспекту изобретения предлагается способ контроля текущей дозаправки топливного бака в сборе согласно второму аспекту изобретения, включающий в себя этапы, на которых:

после того, как началась дозаправка, ожидают в течение периода времени, соответствующего времени замещения, по меньшей мере, части топлива, первоначально содержащегося в ёмкости, топливом, заправляемым в текущий момент в топливный бак; и

как только результаты измерений параметра топлива с помощью датчика стабилизируются, несмотря на то, что процесс дозаправки ещё продолжается, результаты этих измерений присваивают топливу, заправляемому в текущий момент; и

используют, по усмотрению, по меньшей мере, один результат измерения параметра топлива, который был получен во время дозаправки бака и присвоен топливу, загружаемому во время этой дозаправки, для вычисления общего количества топлива, находящегося в баке.

Способ может также включать в себя дополнительные, используемые по усмотрению, этапы, на которых:

после прекращения дозаправки, ожидают которое в течение периода времени, соответствующего времени замещения, по меньшей мере, части топлива, содержащегося в емкости, топливом, которое в текущий момент окружает размещенную в баке ёмкость; и

как только результаты измерений параметра топлива с помощью датчика стабилизируются, хотя процесс дозаправки ещё продолжается, эти результаты присваивают топливу, окружающему ёмкость, размещенную внутри бака.

Указанные выше и другие особенности изобретения будут далее описаны со ссылками на чертежи, которые относятся к предпочтительным, но не ограничивающим варианты осуществления изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан топливный бак в сборе согласно изобретению, вид в разрезе;

на фиг. 2 – 5 – потоки топлива во время (фиг. 2 и 4) и после (фиг. 3 и 5) проведения операции дозаправки топлива, заправляемого в текущий момент, имеющего в одном случае более низкую плотность (фиг. 2 и 3) и в другом случае более высокую плотность (фиг. 4 и 5) по сравнению с топливом, первоначально содержащимся в топливном баке.

на фиг. 6 – временная диаграмма измеренного параметра топлива для топливного бака в сборе согласно изобретению.

Для ясности размеры элементов, которые видны на этих фигурах, не соответствуют фактическим размерам или соотношениям размеров. Кроме того, одинаковые ссылочные номера позиций, которые использованы для обозначений на различных указанных фигурах, обозначают идентичные элементы для элементов с идентичной функцией.

Варианты осуществления изобретения

В соответствии с фиг. 1 топливный бак в сборе согласно изобретению содержит топливный бак 100, средство дозаправки, трубопровод 103 ответвления, ёмкость 1 и, по меньшей мере, один датчик 10 параметра топлива. Средство дозаправки предназначено для соединения с внешней системой 100 подачи топлива на время операции дозаправки топливом. Функцию упомянутой внешней системой 110 подачи топлива может выполнять, например, топливозаправщик или сеть подачи топлива аэропорта. Средство дозаправки включает в себя линию 101 дозаправки топливом, ведущую к диффузору 102, который обычно расположен вблизи днища 100b бака 100. Трубопровод 103 ответвления соединен с линией 101 дозаправки топливом выше по потоку от диффузора 102 и ведет к патрубку для впуска топлива, который расположен внутри ёмкости 1. При таком выполнении топливо поступает в бак 100 через диффузор 102 и через ёмкость 1. Датчик 10 закреплен в ёмкости 1 для измерения одного параметра топлива, которое находится в ёмкости 1 во время проведения каждого измерения.

Топливный бак в сборе на фиг. 1 может быть размещен на борту летательного аппарата. При этом может быть использовано топливо любого типа, подходящее для силовой установки летательного аппарата. Следовательно, плотность топлива изменяется в зависимости от типа топлива. Например, при температуре 15°С плотность топлива JET A1 составляет от 0,775 до 0,840, а плотность топлива JP4 – от 0,751 до 0,802. Функционирование ёмкости 1 согласно изобретению основано на таких изменениях плотности топлива, а именно, на различии плотности между количеством топлива, загружаемого в текущий момент в процессе дозаправки топливом бака 100, и количеством топлива, которое уже находилось в баке 100 перед началом операции дозаправки. Различие плотности может быть также обусловлено различием температуры, существующим между количеством топлива, загружаемым в текущий момент, и количеством топлива, уже находящегося, например, количеством холодного топлива, оставшимся от последнего полета летательного аппарата.

Ёмкость 1 предпочтительно размещена внутри бака 100 вблизи днища 100b бака. Позицией 100V на фигурах обозначен внутренний объем бака 100, находящийся с внешней стороны ёмкости 1.

Датчик 10 предназначен специально для измерения, по меньшей мере, одного параметра топлива, например, его температуры, плотности, диэлектрической постоянной, называемой также величиной диэлектрической проницаемости, и т.п.

Как показано на фиг. 2 – 5, ёмкость 1 имеет верхнюю поверхность 2, нижнюю поверхность 3 и боковую стенку 4, которая образует объем 1V внутри ёмкости 1. Внутренний объем 1V имеет такие размеры, чтобы вмещать запас топлива в дополнение к размещенному в ней датчику 10. Этот запас топлива может составлять, например, приблизительно от 1 до 2 литров.

Верхняя поверхность 2 имеет предпочтительно коническую форму с вершиной конуса направленной вверх. Ёмкость 1 ориентирована в целом в вертикальном направлении, в направлении действия силы тяжести, показанном на упомянутых фигурах и обозначенном буквой g. Верхняя поверхность 2 содержит сквозное отверстие 20, называемое в основной части описания изобретения первым отверстием. Благодаря конической форме верхней поверхности 2 со сквозным отверстием 20 никакое количество легкого топлива не удерживается в ёмкости 1 во время дозаправки. Нижняя поверхность 3 также предпочтительно имеет коническую форму, но с вершиной конуса, направленной вниз. Нижняя поверхность 3 выполнена с другим сквозным отверстием, которое обозначено позицией 30 и в основной части описания изобретения называется вторым отверстием. Коническая форма нижней поверхности 3 со сквозным отверстием 30 приводит к тому, что никакое количество тяжелого топлива не удерживается в ёмкости 1 во время дозаправки.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения боковая стенка 4 ёмкости 1 может содержать две боковых поверхности 4а и 4b, расположенные, по существу, вертикально и параллельно друг другу. Боковая поверхность 4а, называемая также внутренней боковой поверхностью, соединена верхним краем с периферийным краем верхней поверхности 2, а боковая поверхность 4b соединена своим нижним краем с периферийным краем нижней поверхности 3. Обе боковые поверхности 4а и 4b расположены на расстоянии друг от друга за счет того, что боковая поверхность 4b окружает боковую поверхность 4а с образованием дополнительного канала 40 для топлива между упомянутыми боковыми поверхностями 4а и 4b. Этот дополнительный канал 40 для топлива соединяет внутренний объем 1V ёмкости вблизи нижней поверхности 3 с объемом 100V бака 100 снаружи ёмкости 1, но близко к верхней поверхности 2. При этом боковая поверхность 4b расположена снаружи относительно боковой поверхности 4а. Каждое из сквозных отверстий 20 и 30 и дополнительный канал 40 для топлива обеспечивают свободное протекание через них топлива.

Патрубок 50 для впуска топлива соединен с трубопроводом 103 ответвления и расположен так, что часть топлива, которая загружается в бак 100 при дозаправке, поступает в объем 1V бака 100 внутри ёмкости 1 и затем может проходить в объем 100V бака 100 снаружи ёмкости 1 через, по меньшей мере, одно из сквозных отверстий 20 и 30 и дополнительный канал 40 для топлива. Предпочтительно патрубок 50 для впуска топлива ориентирован так, что направляет поток подводимого топлива вблизи и параллельно боковой стенке 4, и предпочтительно, по существу, в горизонтальном направлении. Патрубок 50 для впуска топлива, кроме того, расположен предпочтительно вблизи верхней поверхности 2, поскольку это позволяет предотвратить смешивание легкого топлива, которое в текущий момент проходит через патрубок 50 для впуска топлива, с более тяжелым топливом, уже находящимся в ёмкости 1, благодаря тому, что легкое топливо имеет меньшую вязкость, чем тяжелое топливо.

На фиг. 2 – 5 буквами ЗР обозначена зона разделения между топливом, которое в текущий момент поступает в ёмкость 1 через патрубок 50 для впуска топлива во время операции дозаправки, и топливом, которое уже содержалось в ёмкости до начала дозаправки. Хотя зона разделения топлива ЗР представлена на фигурах в виде горизонтального промежуточного слоя уменьшенной толщины, в действительности она может иметь большую толщину, соответствующую части объема, в которой оба жидких топлива смешиваются в неодинаковой пропорции. Однако, как предполагается, такой промежуточный слой является достаточно тонким по отношению к высоте рабочего объема ёмкости 1. В любом случае, та часть топлива, которая имеет большую величину плотности между топливом, поступающим в ёмкость в текущий момент, и плотностью топлива, которое уже содержалось в ёмкости 1, накапливается или располагается ниже зоны разделения, а другая часть топлива, которая имеет меньшую величину плотности, накапливается или располагается выше упомянутой зоны разделения ЗР.

Фиг. 2 поясняет перемещение зоны разделения топлива ЗР при дозаправке, когда топливо, которое в текущий момент загружается в ёмкость 1 через патрубок 50 для впуска топлива, имеет плотность меньше, чем плотность топлива, уже находящегося в ёмкости 1 перед началом дозаправки. Как видно, ёмкость 1 первоначально может быть заполнена более тяжелым топливом. Количество легкого топлива, которое содержится в ёмкости 1, увеличивается со временем в процессе дозаправки, хотя некоторое количество легкого топлива вытекает через сквозное отверстие 20 (см. стрелку в месте расположения этого отверстия). В результате зона разделения топлива ЗР перемещается вниз, как показано на фиг. 2, при этом более тяжелое топливо, первоначально содержащееся в ёмкости 1, перед началом операции дозаправки, вытекает через сквозное отверстие 30 и возможно также через дополнительный канал 40 для топлива (см. стрелки в этих местах). Легкое топливо, поступающее через патрубок 50 для впуска топлива, начинает вращаться вдоль внутренней боковой поверхности 4а и затем накапливается выше зоны разделения топлива ЗР, вытесняя тяжелое топливо в направлении вниз. Этот процесс продолжается до тех пор, пока зона разделения топлива ЗР не достигнет сквозного отверстия 30, после чего внутренний объем 1V ёмкости 1 полностью заполняется легким топливом.

Фиг. 3 поясняет изменение в ёмкости, начиная с ситуации с полным заполнением ёмкости легким топливом, после прекращения дозаправки (см. стрелки на фиг.3), в результате чего происходит возвращение топлива в ёмкости в исходное состояние. Ёмкость 1, затем, окружена внутри бака 100 топливом, которое тяжелее, чем топливо, которое заключено в ёмкости 1. Затем это тяжелое топливо проникает через сквозное отверстие 30 в ёмкость 1, и возможно также через дополнительный канал 40 для топлива снаружи ёмкости 1 внутрь ёмкости, в то же время легкое топливо вытекает через сквозное отверстие 20. В результате зона разделения топлива ЗР перемещается обратно вверх.

Сплошной линией на временной диаграмме на фиг. 6 показаны изменения результатов, полученных для параметра топлива, которые выданы датчиком 10 в описанном выше процессе со ссылками на фиг. 2 и 3. Ось X указывает время, а ось Y –часть топлива, которая касается каждого результата измерения. Полученные в результате измерений переходы соответствуют периодам времени, во время которых зона разделения топлива ЗР перемещается, находясь напротив измерительного окошка датчика 10. Конечный состав топлива внутри ёмкости 1 является идентичным составу, первоначально существующему снаружи ёмкости 1, и соответствует в данном случае первоначально содержащемуся более тяжелому топливу.

Фиг. 4 соответствует фиг. 2, но в этом случае топливо, которое в текущий момент поступает в ёмкость 1 через патрубок 50 для впуска топлива, является более тяжелым, чем топливо, которое уже находилось в ёмкости 1 перед началом дозаправки. Ёмкость 1, таким образом, первоначально заполнена легким топливом. Количество тяжелого топлива в ёмкости 1 увеличивается со временем во время дозаправки, хотя некоторое количество этого тяжелого топлива вытекает через сквозное отверстие 30 (показано в этом месте стрелкой). Следовательно, зона разделения топлива ЗР перемещается вверх, как показано на фиг. 4, в то время как легкое топливо, первоначально находившееся в ёмкости 1 перед дозаправкой, вытекает через сквозное отверстие 20 (показано в этом месте стрелкой). Тяжелое топливо, поступающее через патрубок 50 для впуска топлива, начинает совершать вращательное движение вдоль боковой поверхности 4а, затем проходит вниз в зону разделения топлива ЗР и накапливается ниже этой зоны, в результате чего упомянутая зона разделения топлива ЗР поднимается вверх. Это продолжается до тех пор, пока зона разделения топлива ЗР не достигнет сквозного отверстия 20, и внутренний объем 1V ёмкости 1 теперь полностью заполнен тяжелым топливом.

Фиг. 5 поясняет, начиная от этого последнего положения, изменение с возвращением в исходное положение после прекращения процесса дозаправки (показано стрелками на фиг. 5). Если ёмкость 1 после прекращения дозаправки окружена внутри бака 100 топливом, более легким, чем топливо, находящееся в ёмкости 1, поскольку дозаправка оказалась недостаточной для погружения этой ёмкости 1 в тяжелое топливо, то в этом случае тяжелое топливо, находящееся в ёмкости 1, вытекает через сквозное отверстие 30, в то время как легкое топливо проникает в ёмкость 1 через сквозное отверстие 20. В результате зона разделения ЗР перемещается обратно вниз.

Пунктирной линией на временной диаграмме на фиг. 6 показаны изменения результатов, которые выдает датчик 10 для параметра топлива для последовательного процесса, описанного выше со ссылками на фиг. 4 и 5. Объяснения этого подобны уже изложенным для случая дозаправки легким топливом.

Таким образом, в обоих случаях сопоставления плотности подача топлива через патрубок 50 для впуска топлива вызывает временное смещение зоны разделения топлива ЗР. Это временное смещение перед датчиком 10 позволяет получить результаты измерения параметра топлива, которые относятся к топливу, только что поступившему во время операции дозаправки.

После пояснения описанных выше процессов специалист в области перекачки жидкости будет способен легко выбирать подходящие величины диаметров патрубка 50 для впуска топлива, сквозных отверстий 20 и 30, а также общей площади поперечного сечения дополнительного канала 40 для топлива на основе заданного расхода входящего потока. Например, могут быть реализованы следующие величины: диаметр патрубка 50 для впуска топлива, равный 8 мм (миллиметров), для расхода входящего потока 3 л/мин (литра в минуту); диаметр сквозного отверстия 20, равный 4,5 мм, для расхода входящего потока 3 л/мин; диаметр сквозного отверстия 30 – 4,5 мм для расхода входящего потока 3 л/мин; площадь поперечного сечения дополнительного канала 40 для топлива: для того, чтобы она была максимальной, канал образован, например, из 12 сквозных отверстий диаметром 4,5 мм; высота боковых поверхностей 4а и 4b: составляет, например, 100 мм, но достаточна для того, чтобы ёмкость 1 вмещала требуемый датчик (датчики); величина объема ёмкости 1 для топлива, помимо объема, занятого датчиком 10: 1,5 л, рассчитана, исходя из величины внешней боковой поверхности 4b.

После того, как оператором будет получена величина параметра топлива, выданная датчиком 10, относящаяся к количеству только что добавляемого топлива, он может получить величину плотности этого количества добавленного топлива. Затем эта величина плотности может быть использована в совокупности с данными, относящимися топливу, первоначально содержащемуся в баке 100 перед началом дозаправки, и, кроме того, в совокупности с дополнительными данными, полученными после окончания операции дозаправки топлива, для вычисления фактического количества топлива, содержащегося в баке. Такой подход применяется, в частности, если в баке 100 измеряют высоту жидкости. Общее количество топлива, например, выраженное в массе топлива, может быть вычислено на основании данных по высоте топлива в баке, данных в отношении формы бака, величин плотности слоев топлива, которые расположены один над другим внутри бака, при перемещении в направлении по высоте бака снизу вверх от слоя с величиной большей плотности до слоя с величиной меньшей плотности. Такие вычисления хорошо известны специалисту в области эксплуатации летательного аппарата, поэтому отсутствует необходимость в повторном пояснении этих вычислений.

Хотя изобретение было подробно раскрыто со ссылками на чертежи, дополнительные аспекты изобретения могут быть видоизменены с сохранением отмеченных выше преимуществ. В частности, приведенные выше численные величины параметров являются лишь поясняющими и могут быть изменены в значительной степени.

1. Ёмкость (1), выполненная с возможностью неподвижного размещения внутри топливного бака (100) и приспособленная для размещения в ней, по меньшей мере, одного датчика (10), предназначенного для измерения, по меньшей мере, одного параметра количества топлива, находящегося вблизи датчика внутри ёмкости, причем ёмкость включает в себя:

верхнюю поверхность (2), нижнюю поверхность (3) и боковую стенку (4), ограничивающие объем (1V) внутри ёмкости (1);

средства фиксации ёмкости (1) внутри топливного бака (100), при этом верхняя (2) и нижняя (3) поверхности расположены на расстоянии друг от друга вдоль направления действия силы тяжести;

средства для фиксации датчика (10) в пределах внутреннего объема (1V) ёмкости (1), причем указанный объем имеет такие размеры, что включает в себя свободное пространство в дополнение к датчику, так что ёмкость (1) имеет запас для вмещения топлива, помимо датчика;

группу сквозных отверстий, включающую в себя, по меньшей мере, первое отверстие (20), проходящее через верхнюю поверхность (2) ёмкости (1), и второе отверстие (30), проходящее через нижнюю поверхность (3) указанной ёмкости, причем каждое сквозное отверстие приспособлено для протекания топлива из внутреннего объема ёмкости наружу ёмкости или с внешней стороны указанной ёмкости в указанную ёмкость через сквозное отверстие; и

по меньшей мере, один патрубок (50) для впуска топлива, отделенный от упомянутых сквозных отверстий и предназначенный для подачи топлива в ёмкость (1), когда указанный патрубок для впуска топлива соединен со средством дозаправки для осуществления дозаправки бака;

при этом указанные сквозные отверстия имеют такие размеры, что ёмкость (1) постепенно заполняется топливом, которое в текущий момент поступает через патрубок (50) для впуска топлива при осуществлении дозаправки бака (100), вместо топлива, первоначально находившегося в упомянутой ёмкости перед началом дозаправки, при этом результаты измерений, полученные с помощью датчика (10) в процессе дозаправки бака, становятся показательными для топлива, которое в текущий момент поступает через патрубок для впуска топлива, так что топливо, содержащееся в баке (100) снаружи, но вблизи ёмкости (1), и топливо, находящееся в ёмкости, становятся одинаковыми или смешиваются после прекращения поступления топлива через патрубок (50) для впуска топлива, благодаря топливу, протекающему через сквозные отверстия (20, 30), при этом результаты измерений, полученные с помощью датчика (10) после прекращения дозаправки бака, становятся показательными для топлива, находящегося в баке снаружи ёмкости, но вблизи этой ёмкости.

2. Ёмкость по п. 1, в которой каждый патрубок (50) для впуска топлива расположен так, что топливо, поступающее в ёмкость (1) через указанный патрубок для впуска топлива, проникает в объем (1V) внутри ёмкости тангенциально по отношению к боковой стенке (4) и близко к верхней поверхности (2) ёмкости.

3. Ёмкость по п. 2, в которой каждый патрубок (50) для впуска топлива расположен так, что в объеме (1V) внутри ёмкости (1) и во время дозаправки бака (100) существует горизонтальная зона разделения (ЗР) между топливом, которое в текущий момент поступает через патрубок (50) для впуска топлива, и топливом, первоначально содержавшимся в ёмкости перед началом дозаправки, причем указанная зона разделения постепенно перемещается вверх или вниз.

4. Ёмкость по любому из пп. 1-3, в которой верхняя поверхность (2) имеет коническую форму с первой вершиной конуса, расположенной над указанной верхней поверхностью, и первое сквозное отверстие (20) сообщается с объемом (1V) внутри ёмкости (1) в месте расположения указанной первой вершины.

5. Ёмкость по любому из пп. 1-4, в которой нижняя поверхность (3) имеет коническую форму со второй вершиной конуса, расположенной ниже указанной нижней поверхности, и второе сквозное отверстие (30) сообщается с объемом (1V) внутри ёмкости (1) в месте расположения указанной второй вершины.

6. Ёмкость по любому из пп. 1-5, в которой указанные сквозные отверстия дополнительно содержат, по меньшей мере, один дополнительный канал (40) для топлива, соединяющий объем (1V) внутри ёмкости (1) вблизи нижней поверхности (3), с внешней стороной ёмкости (1) на уровне, близком к верхней поверхности (2).

7. Ёмкость по п. 6, в которой боковая стенка (4) содержит внутреннюю боковую поверхность (4а), соединенную с верхней поверхностью (2), и внешнюю боковую поверхность (4b), соединенную с нижней поверхностью (3), при этом внешняя боковая поверхность окружает внутреннюю боковую поверхность так, что существующий зазор между указанными внутренней и внешней боковыми поверхностями образует дополнительный канал (40) для топлива.

8. Топливный бак в сборе, содержащий:

по меньшей мере, один топливный бак (100), снабженный средством дозаправки для подачи топлива из внешней системы (110) подачи топлива в топливный бак;

ёмкость (1) по любому из пп. 1-7, неподвижно размещенную внутри топливного бака (100);

по меньшей мере, один датчик (10), закрепленный в объеме (1V) внутри ёмкости (1) и предназначенный для измерения параметра топлива; и

трубопровод (103) ответвления, соединяющий средство дозаправки с патрубком (50) для впуска топлива ёмкости (1) так, что часть топлива, поступающего из внешней системы (110) подачи топлива в топливный бак (100), проходит через упомянутый трубопровод ответвления в ёмкость и заполняет объем (1V) внутри ёмкости в процессе дозаправки топливного бака.

9. Топливный бак в сборе по п. 8, предназначенный для установки на борту самолета или вертолета.

10. Топливный бак в сборе по п. 8 или 9, в котором датчик (10) представляет собой, по меньшей мере, один, выбранный из датчика температуры топлива, датчика плотности топлива и датчика диэлектрической проницаемости топлива.

11. Способ контроля текущей дозаправки топливного бака в сборе по любому из пп. 8-10, включающий в себя этапы, на которых:

после того как началась дозаправка, ожидают в течение периода времени, соответствующего времени замещения, по меньшей мере, части топлива, первоначально содержащегося в ёмкости (1), топливом, заправляемым в текущий момент в топливный бак (100); и

как только результаты измерений параметра топлива с помощью датчика (10) стабилизируются, несмотря на то, что процесс дозаправки ещё продолжается, результаты этих измерений присваивают топливу, заправляемому в текущий момент.

12. Способ по п. 11, дополнительно включающий в себя этап, на котором используют, по меньшей мере, один результат измерения параметра, полученный в процессе дозаправки бака (100), и присваивают его топливу, поступающему во время дозаправки, для вычисления общего количества топлива, содержащегося в баке.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к измерению массы одного вещества в составе с другим веществом. Предлагаемый способ измерения массы Мх одного из компонентов «х» двухкомпонентного вещества («x» и «y»), поступающего по трубопроводу с внутренним сечением S за время Т, с коррекцией по температуре (t°) этого вещества, состоящий из измерения температуры вещества (t°), скорости потока (U) и в определении силы (F), с которой поток действует на элемент сопротивления и в вычислении массы Мх по формуле Мх=ρx(t°)/(ρx(t°)-ρy(t°))∫T(KF/U-ρy(t°)SU)dt, где Мх - масса измеряемого вещества компонента «x» за время Т, K - градуировочный коэффициент, ρx(t°) и ρy(t°) - известные зависимости плотностей ρх и ρу двух компонентов соответственно «x» и «y» от температуры t° контролируемого вещества.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству измерения массы одного из компонентов двухкомпонентного вещества. Способ измерения массы одного из компонентов двухкомпонентного вещества, поступающей по трубопроводу сечением S за время Т, состоит в определении скорости потока вещества U в трубопроводе, в определении силы F, с которой поток контролируемого вещества воздействует на элемент сопротивления потоку в трубопроводе, и в вычислении этой массы по формуле где Мх - масса измеряемого вещества компонента «х» за время Т, К - градуировочный коэффициент, ρх и ρу - известные плотности двух компонентов соответственно «х» и «у» контролируемого вещества.

Изобретение относится к измерительной технике, а также к системам управления технологическими процессами и может быть использовано для изменения относительного объемного содержания воды (влагосодержания) и отбора проб в нефтегазоводной смеси из нефтяной скважины, а также в измерительных системах, технологических установках и других устройствах, измеряющих расход и количество нефти с растворенным газом и свободного газа в продукции нефтяной скважины.

Изобретение относится к способу определения коэффициента расхода предохранительных клапанов. Заявленный способ основан на постоянстве коэффициента расхода арматуры.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в процессах с циркулирующим потоком мелкодисперсного катализатора. Способ определения скорости циркуляции мелкодисперсного катализатора в линии циркуляции между реактором и регенератором, включающей подъемник катализатора, заключается в том, что измеряют температуру подъемника и определяют скорость циркуляции мелкодисперсного катализатора по предварительно определенной зависимости между указанной скоростью и температурой подъемника.

Изобретение относится к системам заправки летательных аппаратов на стоянке. Система дозирования жидкой присадки в перекачиваемое по трубопроводу топливо заданной плотности и заданного количества содержит расходный бак (5) с присадкой.

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения параметров газожидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин. Заявленное устройство содержит измерительную колонку с вертикальной ветвью, снабженной первым датчиком разности давления и датчиками абсолютного давления и температуры измеряемой жидкости, и ветвь измерительной колонки, содержащую участок калиброванного трубопровода длиной L1 меньшего диаметра D1 и участок калиброванного трубопровода длиной L2 с резким расширением его диаметра D2 в выходном патрубке, снабженный вторым датчиком разности давления.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения ряда параметров жидких сред в потоке трубопровода. Заявленное устройство содержит измерительную колонку, выполненную в виде двух коаксиальных, установленных с кольцевым зазором вертикальных труб - с внешней трубой и внутренней трубой, датчик разности давления, установленный в верхней части измерительной колонки, два датчика разности давления, установленные в нижней части измерительной колонки, датчик давления и датчик температуры измеряемой жидкости, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, а также регистрирующий блок.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для автоматического обнаружения концентрации технологического материала. Предложено устройство и способ для того, чтобы автоматически переключать матрицы в измерителе для определения концентрации продукта неизвестного материала, который может представлять собой очищающий материал или применяемый материал.

Изобретение относится к системе (200) датчика расхода. Система (200) датчика расхода включает в себя измеритель (202) плотности или удельной массы, включающий в себя сборку датчика (204a) и измерительную электронику (204b) измерителя плотности или удельной массы, сконфигурированную для получения измерения плотности или удельной массы технологического флюида.
Изобретение относится к кордовым моделям самолета. Кордовая модель самолета с дистанционным управлением по тангажу включает привод рулевых поверхностей, оснащена электродвигателем, который вместе с приемником дистанционного управления и приводом питается от источника тока.
Изобретение относится к области авиастроения и касается композитной емкости для воздушного судна, в частности композитной емкости для летательного и космического аппарата, способа формирования композитного соединения композитной емкости и композитного соединения.

Изобретение относится к изготовлению топливных баков. Способ изготовления встроенных баков в пустотелых аэродинамических профилях заключается в укладке в пресс-форму нескольких слоев пропитанного связующим веществом армирующего материала с достаточным количеством длины с противоположных краев.

Изобретение относится к топливным бакам летательных аппаратов. Топливный бак содержит конструктивный элемент, в котором используется армированный углеродным волокном пластик (CFRP) (15), включающий армирующий материал, который содержит углеродное волокно, и матрицу, которая содержит пластик.

Изобретение относится к системам топливного бака летательного аппарата. Система топливного бака летательного аппарата содержит по меньшей мере один топливный бак (20), содержащий множество соединенных между собой отсеков, отверстие, выполненное с возможностью обеспечения ввода атмосферного воздуха.

Изобретение относится к области авиации, в частности к топливным бакам летательных аппаратов. Топливный бак содержит конструктивный элемент с использованием пластика, армированного углеродным волокном.

Изобретение относится к области авиации, к крыльевым топливным бакам летательных аппаратов. Топливный бак/баки имеют вид расположенных во внутренней полости крыла герметичных цилиндров или конусов и выполняет/выполняют функцию продольного несущего элемента конструкции крыла.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в двигательных установках (ДУ) космических летательных аппаратов (КЛА). ДУ КЛА содержит криогенный бак с экранно-вакуумной теплоизоляцией и каналом с теплообменником, расходный клапан, бустерный насос, заборное устройство с накопителем капиллярного типа с теплообменником и дроссельным устройством, пневмогидравлическую систему с трубопроводом.

Изобретение относится к летательным аппаратам, а именно к летательным пусковым установкам (ЛПУ). ЛПУ содержит связку баков, крепежные средства, крыло, двигатель, полезную нагрузку.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам подачи топлива к силовой установке воздушного судна. Изобретение заключается в конструкции панели обшивки воздушного судна, которая при использовании представляет собой стенку бака для текучей среды, содержащей обшивочный слой с наружной поверхностью, которая представляет из себя аэродинамическую поверхность воздушного судна.

Изобретение относится к топливным системам летательных аппаратов. Ёмкость, выполненная с возможностью неподвижного размещения внутри топливного бака, содержит, по меньшей мере, один датчик, патрубок для впуска топлива, соединенный со средством заправки бака, и сквозные отверстия. Указанные отверстия выполнены с возможностью выхода топлива из ёмкости в бак или для поступления топлива в ёмкость из бака. Изобретение позволяет повысить точность измерения количества топлива в баке. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх