[发明专利]用于检测加油管末端和容器口、飞行时用飞桁进行渐进式自动化空中加油的系统以及加油方法

说明书

一种用于检测利用飞桁的飞行中途空中加油时以半自动或自动接触的加油飞行器的飞桁的加油管末端和接收器的容器口的系统，所述系统没有在接收燃料的飞行器上安装的信号发送装置，其中该系统和相关的方法是可靠的并且确保始终从加油机的加油管的末端并且从接收燃料的飞行器的容器口为该加油机飞桁控制系统提供实时、可靠并且同步的信息。为此目的，该系统包括：1)安装在所述加油机的加油管末端上的光发射器，2)处理子系统和3)两个3D摄像机‑包括TOF摄像机或DOE型摄像机(或两者)以及至少一个激光器L以便为它们提供它们的具体功能。

技术领域

使用空中飞桁(或仅称为飞桁)进行的加油操作需要将加油管的位于其内部并且分送燃料的末端(称为分送喷嘴)插入到安装在接收燃料的飞行器的上表面上的容器中，其中燃料接收器的口定位在所述容器处。一旦建立了接触-其包括将加油飞行器的所述飞桁加油管末端喷嘴插入到接收燃料的飞行器的容器的口中，那么就将供给燃料(在通过附接到所述喷嘴的接触器钩与接收器的容器连接之后)。

飞桁加油的主要优点是：一方面，实现了更高的传送速率(并且因此加油时间更短)，并且另一方面，与飞行员直接负责操作的软管-浮锚式加油的情况相比较，接收燃料的飞行器的飞行员的工作量更小。在后一种软管-浮锚方法中，接收燃料的飞行器的飞行员几乎全权负责建立接触。

对于接收燃料的飞行器的飞行员来说使用飞桁的操作压力较小，因为用飞桁进行操作仅包括使接收燃料的飞行器相对于加油飞行器处于适当位置。用飞桁执行上述操作需要知道在任何给定时间加油管末端的(即喷嘴的)位置和容器口的位置。所述信息目前是由负责手动执行接触操作的操作员(“飞桁手”)以视觉方式获取的。

为了使操作自动化，必须将该信息提供给控制飞桁的加油机系统，以便该系统修改控制飞桁运动的相关“控制规则”。还可以提供该信息以便用于加油机控制并且甚至用于接收器控制。以此方式，该信息的这三种用途可以有助于方便和安全地进行自动操作。

如前所述，该操作当前是手动执行的。

本申请的目的就在于，用于在第一加油飞行器的喷嘴或飞桁燃料供应装置与位于第二飞行器或接收燃料的飞行器的表面上的容器之间自动或半自动地建立接触的一种方法和系统，其中所述第二飞行器或接收燃料的飞行器将从所述第一飞行器收燃料。

该系统涉及的元件的另一个目的是，为第一飞行器(即加油机)提供接收器飞行器-更具体地说其容器相对于可靠地连接到所述加油机的坐标中心的位置，以使得一旦所述第二飞行器或接收燃料的飞行器接近和处于建立接触的适当位置时，所述第二飞行器或接收燃料的飞行器就可以接纳加油飞行器的加油管喷嘴并且按规定的数量和时间开始传送燃料。

同样地，本发明的另一个方面是提供通过下述要素来管理加油飞行器的飞桁的系统：位于所述加油飞行器的加油管末端处的喷嘴相对于前一段中所述的相同参考中心的位置，以及非常重要的是加油飞行器的加油管喷嘴的出口与接收燃料的飞行器的容器的入口之间的相对位置。

如前所述，通过这些数据，接收燃料的飞行器可以移动到适当的接触位置，并且一旦稳定地定位于在该处，等待接收燃料，加油飞行器就可以知道其飞桁末端必须移动到什么位置以便像之前开始燃料传送的事件那样将喷嘴插入到接收燃料的飞行器的容器中。

简而言之，基于所述信息，如前所述，根据所述信息且取决于管理加油飞行器的飞桁以及甚至加油机和接收燃料的飞行器的运动控制规则的设计而可以半自动或自动地进行所述操作。获得和提供这些信息是本专利的目标。

背景技术

正如第一段所述，在飞行途中进行空中加油目前以两种不同的方式进行：软管-浮锚方式或飞桁方式。在使用飞桁时，其加油管的末端或喷嘴(燃料出口喷嘴)必须插入到被布置在将要接收燃料的飞行器的表面上的容器之中。这整个操作目前都是手动进行的并且依赖于加油机操作员或飞桁手的专业知识。

为了获得两点(加油管末端和容器口)的准确信息，通常使用能够“看见”那些信号的信号发送装置和传感器来确定两者的位置。