在飞行器的燃料箱中包括设置有传感器的腔室的飞行器制造技术

飞行器包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在飞行器的燃料箱中包括设置有传感器的腔室的飞行器


[0001]本专利技术涉及飞行器上的燃料的特性的识别，特别是飞机上的燃料的特性的识别。

技术介绍

[0002]众所周知，为了保证飞机在飞行中的航程，无论飞机是在地面上还是在飞行中，飞机的度量系统都可以随时估计飞机上的燃料的质量。估计的精度取决于所使用的传感器的数量和精度以及所测量的物理量。度量系统旨在在飞机上的燃料的质量的测量方面获得所需的精度，并且在箱的储存条件下获得所需的精度。然而，对于飞行员来说，可用燃料的质量这一指标并不足够。飞行员需要知道他的飞机的剩余航程。为了对指标进行这种改变，必须考虑发动机的性能，但这取决于所使用的燃料的特性。此外，为了调整燃料进入到发动机中的喷射循环，发动机控制计算机可以使用度量系统的测量结果，但是事实上这是不够的，因为箱中的储存条件和喷射条件是非常不同的。
[0003]这些困难特别是由于燃料在使用过程中的特性不完全为人所知。为了克服这一点，执行燃料进入到发动机中的喷射，以保证性能和安全目标，但这并没有考虑对消耗进行优化。换句话说，喷射具有一定的余量，这会导致过度消耗。
[0004]由于生物燃料的使用越来越多，增加了飞行器所使用的燃料的特性的可变性，这一问题将更加突出。事实上，当使用煤油时，这种过度消耗已经存在，但随着生物燃料的使用，这种过度消耗将会增加，其中，生物燃料的可变掺入率可以高达100％。这将导致燃料的特性的更大可变性，必须通过增加过度消耗余量来考虑这一点，以便继续保证飞行的安全。
[0005]因此，期望度量系统将燃料的所有特性传输给发动机控制计算机，使发动机控制计算机能够保证飞行的性能和安全，同时尽可能减少这种余量。
[0006]由于这个原因，寻求对燃料的特性进行更精确地估计。
[0007]为此，已知的度量系统包括用于测量一个或多个箱中的燃料特性的传感器。这种表征通过考虑燃料的温度来执行。
[0008]更具体地，燃料的密度与燃料的温度之间的关系被认为是线性函数。当为不同类型的燃料绘制线条时，该函数给出大致彼此平行的线条。这同样适用于介电常数(K，也被称为相对介电常量er)和温度之间的关系。介电常数K和密度D之间的关系也是已知的。
[0009]这种关系由所谓的克劳修斯
‑
莫索提(Clausius
‑
Mossotti)通用公式推导出的公式来表示：
[0010]D＝(K
‑
1)/[A+B(K
‑
1)][0011]这些关系例如从文献US
‑
8515694中已知，该文献也示出了这些函数的曲线图。
[0012]所有这些信息足以用于确定飞机上的燃料的质量，但不足以用于预测燃料在进入到发动机中的喷射的温度下的特性。
[0013]为此，这些特性的估计或多或少是精确的，这取决于位于发动机的燃料供应管线中的传感器的存在以及在适当的情况下传感器的类型。各种可能的配置方式如下：
[0014]1)没有传感器：执行喷射时考虑燃料的所有可能的差异。
[0015]2)温度测量：针对喷射温度对喷射进行优化，同时仍然考虑燃料的差异。
[0016]3)除了温度测量之外，介电常数测量使得可以减小要考虑的差异。
[0017]4)最佳的配置方式将是对密度进行测量，但是由于密度测量技术和局部测量条件(温度、振动)，实现对密度的测量是非常困难的。
[0018]喷射的燃料量通常由体积流量计进行测量，有时通过质量流量计进行测量，然而质量流量计根据流量具有非常可变的精度。了解燃料的特性的估计并且考虑到必要的安全余量，通过使用体积流量计或质量流量计来调节进入到发动机中的喷射。与考虑到燃料密度但是具有较低测量精度的质量流量测量不同，体积流量的测量比较精确，但是并没有考虑燃料的特性。
[0019]文献WO 2018/2682描述了一种飞机燃料箱，在飞机燃料箱中，腔室配备有传感器，该传感器可以测量在填充箱期间进入到箱中的燃料的至少一种特性。飞机的燃料供应回路从外部与供应管线连通进入到箱中，该供应管线具有呈直接通向腔室的测量管线形式的旁路。因此，通过腔室中的传感器对特性的测量与在填充期间到达箱中的燃料有关。
[0020]然而，这种布置为了解喷射到发动机中的燃料的特性提供了有限的可能性。
[0021]因此，本专利技术的一个目的是更好地了解喷射到发动机中的燃料的特性，以便以更高的精度对燃料的特性进行计量。

技术实现思路

[0022]为此，公开了一种飞行器，该飞行器包括：
[0023]‑
至少一个发动机，
[0024]‑
至少一个燃料箱，
[0025]‑
腔室，该腔室位于箱中，仅占据箱的一部分，并且包括用于测量燃料的特性的至少一个传感器，
[0026]‑
系统，该系统用于将燃料喷射到发动机中，
[0027]‑
管线，该管线用于将燃料从喷射系统引入到腔室中，该管线包括阀，该阀能够防止来自喷射系统的燃料经由该管线引入到腔室中。
[0028]因此，这种布置可以将来自喷射系统的燃料直接输送到测量腔室中。因此，该腔室可以用于已知来自喷射系统的燃料的一种或多种特性，特别是燃料在喷射系统中被加热之后的一种或多种特性。实际上，来自喷射系统的燃料的温度通常高于储液器中的燃料的温度。因此，这使得可以在更接近喷射到发动机中的燃料的有效温度的温度下表征燃料。这还使得可以在各种温度下测量腔室中的燃料的特性，特别是测量在来自喷射系统的燃料被再引入到腔室中之前和之后的燃料的特性。例如，如果传感器是密度传感器或介电常数传感器，已知在不同温度下获得的每个量的值使得可以精确地建立用于确定该量的作为温度函数的函数。
[0029]根据腔室的构型，将来自发动机的燃料喷射到腔室中使得可以获得多种效果：
[0030]‑
交换器模式：没有燃料的混合，只有热量的交换来使温度变化；
[0031]‑
混合模式：两种液体混合，使得温度作为两种液体在混合物中的相应地含量的函数而变化；
[0032]‑
替换模式：进入的液体将存在的液体向后推，以取代存在的液体的位置；以及
[0033]‑
复合模式：这是前述两种模式或三种模式的混合。
[0034]第三种模式提供了最短的过渡时间。
[0035]特别地可能使用文献WO2018/002682中所述的腔室。
[0036]为了严格实现交换器模式，需要纯热交换器。然而一般来说，如果没有隔热，必然会有热交换。
[0037]混合模式是最简便的。
[0038]替换模式与文献WO2018/002682中所述的替换模式类似，但该模式难以严格地实施。实际上，会存在少许混合和热交换，但这种模式相比混合模式非常有效得多。进入腔室的液体替换了之前的液体，无论液体的相应的温度和密度如何。WO2018/002682中详述的腔室的结构使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞行器(2)，包括：
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至少一个发动机(4)，
‑
至少一个燃料箱(6)，
‑
腔室(22)，所述腔室位于所述箱中，仅占据所述箱的一部分，并且包括用于测量燃料的特性的至少一个传感器(24，26，28)，
‑
系统(8)，所述系统用于将所述燃料喷射到所述发动机中，
‑
管线(32)，所述管线用于将所述燃料从喷射系统引入到所述腔室中，所述管线包括阀(36)，所述阀能够防止来自所述喷射系统的所述燃料经由所述管线引入到所述腔室中。2.根据前一项权利要求所述的飞行器，其中，所述传感器或所述传感器中的一个传感器是密度传感器(24)。3.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其中，所述传感器或所述传感器中的一个传感器是介电常数传感器(26)。4.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其中，所述传感器或所述传感器中的一个传感器是温度传感器(28)。5.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，其中，引入管线(32)通向与所述腔室(22)直接连通的测量管线(20)。6.根据前一项权利要求所述的飞行器，所述飞行器包括供应管线(16)，所述供应管线在所述箱中延伸并且连接回路(14)，所述回路从所述飞行器的外部到所述腔室(22)向所述飞行器供应所述燃料，所述测量管线(20)通向所述供应管线(16)并且包括流限制设备，诸如止回阀(34)或流体通道的不同横截面，所述流限制设备能够限制或防止来自所述引入管线(32)的所述燃料经由所述测量管线(20)通向所述供应管线(16)。7.根据前述权利要求中任一项所述的飞行器，所述飞行器包括控制设备(60)，所述控制设备被配置成控制用于确定供应给所述发动机(4)的所述燃料的特性的方法的实施，在所述方法中，按照以下顺序实施以下步骤：
‑
在第一时间在所述腔室(22)中测量所述燃料的第一密度值(D1)、第一介电常数值(K1)和第一温度值(T1)，
‑
在第二时间在所述腔室(22)中测量所述燃料的第二密度值(D2)、第二介电常数值(K2)和第二温度值(T2)，所述第二时间被选择为使得所述第一温度值和所述第二温度值(T1，T2)不同；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尔万，
申请(专利权)人：赛峰航空系统公司，
类型：发明
国别省市：