Aircraft auxiliary fuel transfer system

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、航空機の燃料タンク間における燃料移送装置に関するものであり、特に、補助タンクからメイン燃料タンクへの燃料の移送を自動的に管理するシステムに関するものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ ヘリコプタ等の航空機においては、通常、メイン燃料タンク以外に１つ以上の補助タンクが機内に設けられている。 なお、この補助タンクを機外に設けることもできる。 タンクに燃料を供給する場合には、安全性を考慮して、電力が供給されていない状態で作業を行うことが望ましい。 一般的に、燃料の補給は供給口から燃料を加圧して供給し、各タンクへ分配する。

飛行中における燃料補給時の自動ホバリングでは、ヘリコプタの飛行重心を制御することが好ましい。

メイン燃料タンクの燃料を使い切ると、補助タンクからメインタンクへ燃料を移す必要があり、この作業は燃料タンク内の燃料レベルが低くなった場合、または、パイロットからの信号入力に応答して自動的に行うことが望ましい。 この補助タンクからメインタンクへの燃料の補給は、パイロットが介入することなく自動的に行うべきであるが、パイロットはこの補給システムの誤作動を監視する必要がある。

システムの信頼性とその重量を軽くすることが重要であり、１ポンド加わる毎に約250ドル必要となる。 従来の燃料補給においては、耐摩耗性が低く重量の大きい可動部材から成る多重フラッパ型バルブと流量センサを必要としていた。

従来、燃料レベル、流量及び圧力の検知は機械的な装置により行われていた。 この種の装置には可動部品が使用されているが、耐摩耗性及び耐損傷性に乏しく、容積及び重量が大きく、保全コストがかかり、信頼性及び精度が低いという欠点があった。

そこで、この発明は、安全性及び信頼性が高く、コンパクトな補助燃料移送管理システムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためにこの発明によれば、メイン燃料タンクと、補助燃料タンクと、前記メイン燃料タンクと前記補助燃料タンク間を連通する流路と、前記流路内に配置され、前記補助燃料タンクから前記メイン燃料タンクへ燃料を移送する燃料移送ポンプと、前記メイン燃料タンク内の燃料レベルを検知し、それを示す信号を発するメイン燃料タンクレベルセンサと、前記燃料移送ポンプと前記メイン燃料タンク間における前記流路内の圧力を検知する圧力センサと、前記メイン燃料タンクレベルセンサからの信号に基づいて、前記メイン燃料タンク内の燃料のレベル変化を測定し、それを示す信号を発するメイン燃料タンクレベル測定手段と、燃料移送開始信号に応答して、前記燃料移送ポンプを作動させる燃料移送開始手段と、前記圧力センサからの信号に基づいて、第１所定時間内に所定圧力より高い圧力を検知した場合に第１圧力信号を発するとともに、前記第１所定圧力より低い圧力を検知した場合に第２圧力信号を発するポンプタイマ手段と、前記第１圧力信号及び前記メイン燃料タンクレベル測定手段からの信号に応答して、メイン燃料タンク内の燃料の増加の有無を検知し、それを示す信号を発する燃料移送確認手段と、前記燃料移送確認手段からの信号に応答してメイン燃料内の燃料のレベルが所定流量で増加していない場合及び前記第２圧力信号に応答して、燃料が正常に流れていないことを示す警告手段と、から構成される航空機用補助燃料移送装置が提供される。

［作 用］ 上記した課題を解決する手段は以下のように作用する。

補助燃料タンクからメイン燃料タンクへの燃料の移送が開始されると、移送流路内の燃料流の圧力が検知されるとともに、メイン燃料タンク内の燃料レベルの変化率が測定される。 ここで、検知圧力が燃料移送開始より所定時間内に所定圧力に達していない場合又は、メイン燃料タンク内の燃料のレベル変化が所定率より小さい場合に、燃料移送が正常に行われていないことを示す信号が発せられる。

さらに、他の手段によれば、燃料移送開始信号に応答して燃料移送ポンプが作動し、補助燃料タンクからメイン燃料タンクへ燃料が供給される。 この時、ポンプタイマ手段が、供給中の燃料の圧力を測定する圧力センサからの圧力信号に基づいて、第１所定時間内に所定圧力レベルよりも高い圧力を検知した場合に第１圧力信号を発するとともに、第１所定圧力レベルよりも低い圧力を検知した場合に第２圧力信号を発する。 所定圧力より高い圧力が検知された場合に、メイン燃料タンク内の燃料レベルの変化を測定するレベル測定手段に応答してメイン燃料タンク内の燃料の増加の有無を判断する。 所定の燃料増加がない場合には、警告手段が燃料供給作業に異常があることを警告する。 また、この警告手段は第２圧力信号にも応答して、燃料供給作業に異常があることを知らせる。

［実 施 例］ 以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

第１図において、メイン燃料タンク10は、第１セクション12と第２セクション14とに分割されており、内部にメインタンクパイプ16が設けられている。 そして、このパイプ16には給油ノズル18が接続されており、加圧された燃料がパイプ20を通るようになっている。 また、バルブ22は、メイン燃料タンク内の燃料がオーバーフローパイプ26から流れ出てしまう量よりも少なく設定した所定量まで減少した時、レベルコントローラ24により開閉制御されるようになっている。

エンジン28及び30は、バルブ32及び34と給油部においてチェックバルブ40及び42を有するエンジン供給ライン
36及び38を通して燃料を吸い出すようになっている。 なお、エンジン供給ライン36及び38にわたりクロスオーバライン44を設けることもできる。

内部メインタンクパイプ16はタンク外部まで延びる外部パイプ46を有しており、その一端にメインタンク開閉バルブ48が設けられている。 このバルブは、加圧給油中に燃料を流す常開バルブとなっている。 複数の補助タンクとメインタンク開閉バルブ48の２次側間は補助タンクパイプ50により接続されている。 また、この補助タンクパイプ50は常開補助タンクバルブ54を介して内部補助タンク52に接続されており、さらに、レベルコントロール
58による制御によりこのタンク52内の燃料レベルを制限する燃料吸入／排出バルブ56に接続されている。

また、補助タンクパイプ50はライン62を介して右側の補助タンク60に接続しており、常開バルブ64を介してこのタンクに燃料を供給するようになっている。

左側の補助タンク66は、ライン68及び常開バルブ70を介して補助タンクパイプ50に接続している。

燃料の加圧補給作業中には、給油ノズル18から補助タンク60及び66に燃料が供給されるとともに、メイン燃料タンク10及び補助タンク52へもレベルコントロールにより燃料供給が遮断されるまで供給される。 なお、上述したように、各バルブは常開バルブとなっているために、
電力を必要とすることなく燃料の補給作業が行われる。

航空機が始動すると、最初に補助タンクバルブ54、64
及び70がすべて遮断される。 そして、各常開バルブを適切な順序で開いて、燃料が満たされた燃料タンクの順序が決定される。 飛行給油中のホバリング時においては、
給油ノズル72がチェックバルブ74を介して補助タンクパイプ50に通じる。 なお、この場合においても、電力の供給なしにすべてのタンクに燃料補給が行われる。

飛行給油中のホバリング時においては、航空機はすでに作動しているために、種々の常開バルブを作動させて所望する順序で各タンクに適切に給油する。

メイン燃料タンク10には、レベルサンプリング装置78
を有する容量プローブ型のレベルセンサ76が設けられている。 また、同様なレベルセンサ80、82及び84もレベルレート手段86、88及び90とともに補助タンク52、60及び
66に各々設けられている。

第１遠心力ポンプ92と第２遠心力ポンプ94は、補助タンクパイプ50に接続するポンプ吸入ライン96に対して並列に配置されている。

ポンプ排出パイプ97は、燃料移送バルブ100及び102の上流側の第１部98と燃料移送バルブの下流側の第２部10
4を有している。 なお、これら燃料移送バルブは並列に配置されている。

圧力センサ106は、ポンプ及び燃料移送バルブ双方の下流側のポンプ排出ライン97のライン104内の圧力を検知するように配置されている。

補助タンクからメイン燃料タンクへの燃料移送中には、たとえば補助タンクバルブ54が開いた状態で、たとえばバルブ70及び64等の他の補助タンクバルブが遮断される。 なお、常開メインタンク遮断バルブ48は遮断される。 たとえば作動中のポンプ92及び燃料移送バルブ100
等が開くと、燃料はバルブ54を介して吸い出され、ライン104及びライン46を介してメイン燃料タンク10に移送される。 ライン104を通る流量の設定により、このライン内に逆圧が生じて圧力センサ106により検知されるようになる。 この圧力センサにより検知された検知圧力は、燃料が流れている流路（ライン）を十分に示すことが可能であり、ライン内における燃料の静水頭により誤動作が生じることがないような低レベルの所定圧力レベルと比較される。 したがって、検知圧力が所定圧力レベルより大きい場合には、ポンプ92は作動しておりバルブ
100が開いていることを示す。 燃料流量が適切になる前にライン内にある空気を排出する必要があるために、移送燃料がなくなる前に制御システムに適切な遅延時間を設けることが必要である。

すなわち、所定時間経過後に所定レベルの圧力が存在しない時には、最初に開いたバルブがうまく作動していない場合であり、自動システムが燃料移送バルブを変更して再び圧力を測定する。 また、所定時間経過後に圧力が検知されない時には、ポンプ92は遮断されてポンプ94
が始動する。 なお、所定圧力が検知されないということは、正常な燃料移送作業が行われていないことを示している。

しかしながら、所定圧力が検知されたとしても、ラインが遮断されている場合が考えられるために、メイン燃料タンクに燃料が供給されているとは限らない。 したがって、センサ76により検知されたメイン燃料タンクの燃料レベルを、不連続な時間間隔をおいて２回サンプリングして燃料レベルレイト論理回路78にてこれを比較する。 この比較の結果、メイン燃料タンク内の燃料レベルが予想量の増加を示している場合には、燃料移送が行われていることを示す。

さらに、センサ80により検知された補助タンク内の燃料レベルをレベルレイト手段86により時間サンプルする。 この時、タンク内において少なくとも所定流量の燃料レベルが減少している場合には、燃料移送が行われていることが確認される。

ポンプと燃料移送バルブの排出間にあるパイプ98には放出弁108が接続されている。 このバルブは常閉バルブとなっており、バルブが開かれるとライン110を介して大気へ燃料が排出される。 すなわち、緊急に燃料を排出しなければならない場合には、燃料移送バルブ100及び1
02を遮断するとともに、ポンプ92及び94の双方またはいずれか一方を作動させることにより燃料が機外へ迅速に排出される。

次に、第２図のフローチャートについて説明する。

燃料移送開始信号200が入力されると、燃料移送が開始される。 なお、この信号はメイン燃料タンク内の燃料レベルが所定レベルまで低くなった時に自動的に入力されるか、または、パイロットにより手動入力されるものである。

燃料移送が開始されると、ステップ202において、メイン燃料タンクバルブ48が遮断されるとともに、補助タンクバルブ、たとえばバルブ54が開かれる。 次に、燃料移送バルブ100または102が開かれ、ポンプ92または94のいずれか一方が作動する。 なお、ポンプは交互に使用される。

次に、バルブタイマステップ204のステップ206において、圧力センサ106により検知された検知圧力が35キロパスカルより高いか否かが判断される。 この時、圧力が
35キロパスカルより低かった場合には、ステップ208において、120秒間の遅延時間が設定される。 なお、120秒の所定時間が経過するまでステップ206に復帰して同様のことが行われる。 また、120秒間内に所定圧力レベルが検知された場合には、ステップライン210を介して確認ステップ212に進むとともに、タンクの容量レベルセンサが作動して燃料流が測定される。 排出ラインの圧力が所定圧力に達して時に、レベル変化の確認を行うのが好ましい。 したがって、確認ステップ212のステップ214
においてタイマが作動し、ステップ78において、レベルレート検知手段78がメインタンク内の燃料のレベル、すなわち容積を不連続な時間間隔で２回サンプリングする。 この結果、予想最小値（変化率Ａ）を越えた場合には、ステップライン216を介してステップ86に進み、補助タンク内の燃料レベルが適切な比率（Ｂ）で変化しているかをさらに判断する。 この場合、適切な流量であると判断された場合には、ステップライン218を介して流量確認ステップ220へ進み、燃料移送作業が行われていることをパイロットに伝える。 一方、バルブタイマステップ204において、120秒の所定時間内に圧力が35キロパスカルを越えない場合には、ステップライン226を介してバルブスイッチステップ228へ進み、現在開かれている燃料移送バルブ100または102を遮断するとともに、他方のバルブを開く。 次に、ポンプタイマステップ229に進み、ステップ230において、ステップ232で示すように
240秒の所定時間が経過するまでステップ204と同様に圧力が35キロパスカルを越えているかを判断する。

所定時間が経過しても、その圧力に達しない場合には、ステップライン234を介して、ステップ236へ進み、
ポンプバルブの異常を示すアラームを発する。 また、スイッチポンプステップ238において、現在作動中のポンプを停止させ、他のポンプを始動させる。 つぎに、第２
ポンプタイマステップ240のステップ242において、ステッップ204及び229と同様に、再びステップ244で規制される360秒の所定時間内に35キロパスカルの圧力に達しているかを判断する。 ステップ229あるいは240において、35キロパスカルの所定の圧力が検知された場合には、ステップライン246または248を介して前記した確認ステップ212に進む。

なお、360秒の所定時間が経過しても圧力がまだ検知されない場合には、ステップライン250を介してアラームステップ252において燃料移送が正常に行われていないことをパイロットに警告する。 また、ステップ78及び
86で、タンク内の燃料レベルの変化が所定変化率より小さいと判断された場合には、ステップ224において、燃料移送に異常があることをパイロットに警告する。

上述した実施例は、この発明に係る好適一実施例であり、本発明の適用範囲内のその他の変形等はすべて特許請求の範囲内に含まれるものである。 たとえば、第２図のフローチャートにおいては３つのタイマステップを設けてあるが、これは必ずしも複数必要とするものではなく、少なくとも１つ設けてあればよい。 また、この場合には、ステップ208の後にステップライン226を介して直接ステップライン236に移行することが好ましい。 タイマの設定時間は、上記時間に限定されるものではなく、
ステップ208においては、20秒から400秒の間に設定し、
ステップ232においては、30秒から600秒に設定し、さらに、ステップ244においては、10秒から360秒に設定することができる。 また、ステップ208における設定時間とステップ232における設定時間との差をステップ208における設定時間と同じにすることが望ましい。 さらに、ポンプ92及び94、バルブ100及び102は、必ずしも２つ必要とするものではなく、各々一つずつ設けてもよい。

［発明の効果］ この発明の特有の効果としては、上記構成とすることにより、より安全で簡便な補助燃料移送システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る燃料移送システムの概略を示す図である。 第２図は、燃料移送システムの移送バルブ、ポンプ及びアラーム等の作動を示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイモンド シイ． クレシスキ，ジュニ ア. アメリカ合衆国，コネチカット 06460, ミルフォード，ニュー ヘブン アベニ ュー 934 (72)発明者 トーマス ピイ． ウィルソン アメリカ合衆国，コネチカット 06611, トラムブル，レイトン ロード ８ (56)参考文献 特開 昭63−285260（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−52962（ＪＰ，Ｕ) 英国特許出願公開1153040（ＧＢ，Ａ)