[发明专利]满足带附加燃料箱的航空器的结构载荷要求的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2010年5月6日提交的美国临时专利申请No.61/332,136，并根据35USC§119(e)要求该临时申请的优先权，该临时申请的全部内容通过引用在此明确合并。

技术领域

本文公开的本实施例总的来说涉及航空器燃料系统，更具体地涉及安装在航空器机身上的附加燃料箱系统，并涉及提供满足燃料箱结构的结构载荷要求的方法。

背景技术

商用和军用运输航空器典型地设计为在给定的航程内和/或以给定的续航时间运载给定的乘客、货物、或乘客和货物的载荷。在偶然情况下，航空器的航程和/或续航时间可能需要增加。这样的延长的航程和/或续航时间可通过在航空器内安装附加或辅助燃料箱系统来实现，这典型地通过将燃料箱物理地定位在航空器机身货物空间(即，在航空器的位于乘客甲板下方的加压机身内的空间)内来进行。常规的辅助燃料箱系统典型地包括附加燃料箱及其管理在燃料箱内载有的附加燃料所需的各设备、歧管和固定件。

所述附加燃料箱和系统可通过多种构造实施，例如使得燃料箱安装在航空器外的机翼下方或使得燃料箱在机身内。所述附加燃料箱和系统可构造为直接将燃料供给到发动机，或将燃料传输到其他燃料箱且从所述其他燃料箱供给航空器发动机，和/或用于控制航空器重心，或甚至将燃料传输到飞行中的其他航空器或其他地面车辆。

辅助燃料箱系统本身是已知的。例如，在美国专利No.6,889,940，No.7,040,579和No.7,051,979(在此通过引用全文合并)中提出提供辅助燃料箱系统，所述辅助燃料箱系统构思为在每个燃料箱内提供多种分开的歧管组件(例如，燃料入口和出口歧管和通风歧管等)。通过将燃料箱组件以并排相邻的构造定位，所述燃料箱组件的各内部歧管可连接到一起，以提供可与航空器的机载燃料管理系统在操作上相互连接的燃料箱系统。

在前述常规的辅助燃料箱系统内可能遇到的困难涉及将燃料箱相互连接以将流体在两个方向上(即出入各燃料箱)传输的歧管。在一般平行于航空器纵向轴线(且因此平行于定位在航空器机身内的辅助燃料箱行)的方向的高加速或减速的情况中，如果燃料箱通过一个或多个歧管相互流体连接且允许燃料以级联的方式从一个燃料箱移到另一个燃料箱，则在燃料箱行中的最后的燃料箱(多个燃料箱)内作为响应而产生的压力可能达到远高于燃料箱的结构极限的值。结果，存在潜在损坏或甚至破坏燃料箱的实际风险。

更近期地，美国专利No.7,648,103(其全部内容在此通过引用明确合并)已公开了辅助燃料箱组件，辅助燃料箱组件具有安装在燃料箱体内的释放歧管组件，以防止在燃料箱体的内部空间内由于引入到所述内部空间的超过了内部空间内允许的燃料最大可允许体积的过量的燃料而发生过压情况。释放歧管组件因此包括缓冲容器，所述缓冲容器限定了燃料箱体内的在燃料箱体的上壁和下壁之间竖直延伸的内部缓冲室。缓冲容器包括位于其下端处靠近燃料箱体的下壁的且直接暴露于保持在燃料箱体的内部空间内所保持的燃料的开口。与释放分支导管相关的释放阀维持了缓冲容器内的压力下的空气柱。当燃料箱体内达到最大可允许燃料时，空气柱的压力将导致释放阀打开，因此将空气柱通过释放阀通风，且允许一些燃料进入内部缓冲室且因此解除了过压情况。

发明内容

根据本发明的一个方面提供了航空器燃料箱，所述航空器燃料箱包括：限定用于容纳航空器燃料的内部空间的燃料箱体；在燃料箱模块之间构造为补充燃料且将燃料以级联模式从其传输的互连管线；和有意设置的(intentional)填充空气的空余量(ullage)空间，所述有意设置的填充空气的空余量空间与燃料箱体在操作上相关以防止燃料箱体的内部空间内的过压情况。

根据优选实施例，内部空余量可通过将互连管相对于燃料箱模块的高度预定定位在各燃料箱模块内侧而获得。内部空余量因此可构造为根据辅助燃料箱的结构设计或结构载荷要求，使得空余量空间可存在于所有燃料箱模块内，或仅存在于一些燃料箱模块内。

燃料箱模块的流体互连以级联方式实现。术语“级联”指燃料从一个燃料箱到另一个相邻的燃料箱的燃料的补充和/或传输以及通风通过燃料从序列连接的燃料箱组内的一个燃料箱向下一个燃料箱的顺序的燃料流动完成。通风管线在级联序列中的最后的燃料箱内连接，且因此允许空气溢出各辅助燃料箱到大气或航空器内的其他位置处。