CN106428582A - 一种飞机空中加油对接装置 - Google Patents
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Abstract
一种飞机空中加油对接装置，是由供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口构成，属于航空技术领域。在供油飞机的柔性供油管端口及受油飞机的刚性受油管端口安装具有一定磁场强度的异极电磁体，当对接端口接近到一定距离时，在相互吸引的磁力作用下，供油飞机的柔性供油管端口能够在其自由度范围内，自动沿着磁力线方向移动，实现飞机空中加油管道对接。这种对接装置结构简单、性能可靠，在飞行员视线不佳，或由于飞行姿态不稳定而导致对接端口波动的状况下，可以顺利实现快速对接与分离。因此，该对接装置适用于各种飞机空中全天候快速加油，也适用于船舶、车辆在高速行进中进行液体传输。
Description
1、技术领域
一种飞机空中加油对接装置，是利用异性磁极之间的吸引力实现供油管与受油管自动衔接的装备，属于航空技术领域。
2、背景技术
通电线圈产生的磁场强度与线圈匝数及通入线圈的电流强度正相关。异性磁极之间的吸引力与磁极形成的电磁场强度正相关。一种飞机空中加油对接装置，是在供油飞机的柔性供油管端口及受油飞机的刚性受油管端口安装具有一定磁场强度的异极电磁体，当供油飞机的柔性供油管端口与供油飞机的柔性供油管端口接近到一定距离时，在相互吸引的磁力作用下，供油飞机的柔性供油管端口能够在其自由度范围内，自动沿着磁力线方向，向受油飞机的刚性受油管端口移动，直至完全吻合，实现飞机空中加油管道对接。这种自动化飞机空中加油对接装置可以简化对接装置，降低对接时飞行控制要求，尤其是在飞行员视线不佳，或供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口空中角度不一致，或受油飞机稳定性不佳引起刚性受油管端口波动的状况下，可以实现快速对接。正常情况下，供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口对接方式可以选择磁力自动对接模式，特殊状况时，还可以采用人工瞄准对接方式。完成对接加油任务后，可以选择采用降低受油飞机速度所产生的拉力，或向导磁体线圈通入定向电流，产生同极互相排斥的推力这两种方法，使供油飞机的柔性供油管端口顺利脱离受油飞机的刚性受油管端口。因此，该飞机空中加油对接装置适用于各种飞机空中全天候快速加油，也适用于船舶、车辆在行进中进行液体传输。
3、发明内容
一种飞机空中加油对接装置，由供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口构成；供油飞机的柔性供油管端口由：喇叭口管形N极导磁体(1)，缠绕在喇叭口管形N极导磁体(1)中部的N极线圈(2)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)内部的压力式阀门(3)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)两侧的距离传感器(5)，固定于喇叭口管形N极导磁体(1)尾部的柔性供油管(6)，及沿着柔性供油管(6)壁与供油飞机电源连接的N极线圈电源线(7)组成；受油飞机的刚性受油管端口由：子弹头形S极中空导磁体(8)，位于子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆形输油孔(9)、圆环形凸槽(10)、距离传感器(5)，以及缠绕在子弹头形S极中空导磁体(8)中部的S极线圈(11)，固定于子弹头形S极中空导磁体(8)尾部的刚性受油管(12)，及沿着刚性受油管(12)壁与受油飞机电源连接的S极线圈电源线(13)组成。
采用具有弹性的材料制作喇叭口管形N极导磁体(1)，利于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)与子弹头形S极中空导磁体(8)顶部的圆环形凸槽(10)定位啮合，可防止供油飞机的柔性供油管端口，在加油过程中脱离受油飞机的刚性受油管端口。
当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口相互距离接近至设定范围时，距离传感器(5)发出光波或电磁波信号，指示飞机向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入电流，此时在供油飞机的柔性供油管端口喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)处产生N极磁场，受油飞机的刚性受油管端口子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)产生S极磁场；具有一定自由度的供油飞机的柔性供油管端口，在磁场吸引力作用下，沿着磁力线方向，向受油飞机的刚性受油管端口定向移动，直至子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)接触并压迫位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)中心的杠铃形活塞(14)向后退缩，允许子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆环形凸槽(10)进入喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)并与之定位啮合；在在弹簧(17)扩张力推动下，圆环形凸槽(10)能够封堵喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)，防止开口(18)漏油；喇叭口管形N极导磁体(1)尾部的柔性供油管(6)内的油料，通过杠铃形活塞(14)与管壁之间的缝隙进入因杠铃形活塞(14)后退而开启的输油通道(15)，再经由子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆形输油孔(9)，到达子弹头形S极中空导磁体(8)内腔，然后流向子弹头形S极中空导磁体(8)尾部的刚性受油管(12)。
压力式阀门(3)由杠铃形活塞(14)，以喇叭口管形N极导磁体(1)垂直截面固定于管壁并具有输油通道(15)及中心圆孔(20)的圆形挡板(16)，及位于圆形挡板(16)外侧与杠铃形活塞(14)、圆形挡板(16)同轴的弹簧(17)组成；杠铃形活塞(14)直径小于喇叭口管形N极导磁体(1)内径，利于油料通过杠铃形活塞(14)与管壁之间的缝隙进入开启的输油通道(15)；输油通道(15)位于圆形挡板(16)内与杠铃形活塞(14)内侧重合区域之内，利于在非对接状态时，杠铃形活塞(14)依靠弹簧(17)扩张力封堵挡板(16)的输油通道(15)。
当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口对接完成后，可以停止向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入电流，节省机载电能，此时由喇叭口管形N极导磁体(1)开口端的环形凹槽(4)与子弹头形S极中空导磁体(8)顶部的圆环形凸槽(10)定位啮合，继续保持对接状态，可以防止供油飞机的柔性供油管端口脱离受油飞机的刚性受油管端口。
供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口采用磁力自动对接模式，特殊状况时，也可以采用人工瞄准对接方式。
当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口完成对接加油任务后，向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入定向电流，产生同极互相排斥的推力，使供油飞机的柔性供油管端口顺利脱离受油飞机的刚性受油管端口；在特殊情况下，还可以采用降低受油飞机速度所产生的拉力，使供油飞机的柔性供油管端口顺利脱离受油飞机的刚性受油管端口。
4、附图说明
附图1是供油飞机的柔性供油管端口垂直剖面结构示意图。附图2是供油飞机的柔性供油管端口侧视图。附图3是杠铃形活塞(14)结构图。附图4是圆形挡板(16)平面图。附图5是弹簧(17)示意图。附图6是受油飞机的刚性受油管端口垂直剖面结构示意图。附图7是受油飞机的刚性受油管端口侧视图。附图8是供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口在对接状态下的垂直剖面结构示意图。
5、具体实施方式
一种飞机空中加油对接装置由供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口构成；供油飞机的柔性供油管端口由：喇叭口管形N极导磁体(1)，缠绕在喇叭口管形N极导磁体(1)中部的N极线圈(2)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)内部的压力式阀门(3)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)两侧的距离传感器(5)，固定于喇叭口管形N极导磁体(1)尾部的柔性供油管(6)，及沿着柔性供油管(6)壁与供油飞机电源联接的N极线圈电源线(7)组成；受油飞机的刚性受油管端口由：子弹头形S极中空导磁体(8)，位于子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆形输油孔(9)、圆环形凸槽(10)、距离传感器(5)，以及缠绕在子弹头形S极中空导磁体(8)中部的S极线圈(11)，固定于子弹头形S极中空导磁体(8)尾部的刚性受油管(12)，沿着刚性受油管(12)壁与受油飞机电源联接的S极线圈电源线(13)组成。
采用具有弹性的材料制作喇叭口管形N极导磁体(1)，利于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)与子弹头形S极中空导磁体(8)顶部的圆环形凸槽(10)啮合，可防止供油飞机的柔性供油管端口脱离受油飞机的刚性受油管端口。
压力式阀门(3)由杠铃形活塞(14)，固定于喇叭口管形N极导磁体(1)管壁并具有输油通道(15)及中心圆孔(20)的圆形挡板(16)，位于圆形挡板(16)外侧与杠铃形活塞(14)、圆形挡板(16)同轴的弹簧(17)组成；杠铃形活塞(14)直径小于喇叭口管形N极导磁体(1)内径，利于油料通过杠铃形活塞(14)与管壁之间的缝隙进入开启的输油通道(15)；输油通道(15)位于圆形挡板(16)内与杠铃形活塞(14)内侧重合区域之内，利于在非对接状态时，杠铃形活塞(14)依靠弹簧(17)扩张力封堵挡板(16)的输油通道(15)。
当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口相互距离接近至设定范围时，距离传感器(5)发出光波或电磁波信号，指示飞机向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入电流，此时在供油飞机的柔性供油管端口喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)产生N极磁场，受油飞机的刚性受油管端口子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)产生S极磁场，供油飞机的柔性供油管端口在磁场吸引力作用下，沿着磁力线方向，向受油飞机的刚性受油管端口定向移动，直至子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)接触并压迫位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)中心的杠铃形活塞(14)后退，子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆环形凸槽(10)进入喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)并与之啮合；在在弹簧(17)扩张力推动下圆环形凸槽(10)能够封堵喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)，防止开口(18)漏油；喇叭口管形N极导磁体(1)尾部的柔性供油管(6)内的油料通过杠铃形活塞(14)与管壁之间的缝隙进入杠铃形活塞(14)后退同时开启的输油通道(15)，然后，油料由位于子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆形输油孔(9)进入子弹头形S极中空导磁体(8)内腔流向子弹头形S极中空导磁体(8)尾部的刚性受油管(12)。
当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口对接完成后，停止向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入电流，可以节省机载电能，此时由喇叭口管形N极导磁体(1)开口端的环形凹槽(4)与子弹头形S极中空导磁体(8)顶部的圆环形凸槽(10)定位啮合，继续保持对接状态，可以防止供油飞机的柔性供油管端口脱离受油飞机的刚性受油管端口。
当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口完成对接加油任务后，可以选择采用降低受油飞机速度所产生的拉力，或向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入定向电流，产生同极互相排斥的推力这两种方法，使供油飞机的柔性供油管端口顺利脱离受油飞机的刚性受油管端口。
供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口对接方式，可以选择磁力自动对接模式；特殊状况时，还可以选择人工瞄准直接对接方式。
Claims (7)
1.一种飞机空中加油对接装置，由供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口构成；一种飞机空中加油对接装置，其特征是：供油飞机的柔性供油管端口由：喇叭口管形N极导磁体(1)，缠绕在喇叭口管形N极导磁体(1)中部的N极线圈(2)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)内部的压力式阀门(3)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)，位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)两侧的距离传感器(5)，固定于喇叭口管形N极导磁体(1)尾部的柔性供油管(6)，及沿着柔性供油管(6)壁与供油飞机电源连接的N极线圈电源线(7)组成；受油飞机的刚性受油管端口由：子弹头形S极中空导磁体(8)，位于子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆形输油孔(9)、圆环形凸槽(10)、距离传感器(5)，以及缠绕在子弹头形S极中空导磁体(8)中部的S极线圈(11)，固定于子弹头形S极中空导磁体(8)尾部的刚性受油管(12)，及沿着刚性受油管(12)壁与受油飞机电源连接的S极线圈电源线(13)组成。
2.根据权利要求1所述的一种飞机空中加油对接装置，其特征是：采用具有弹性的材料制作喇叭口管形N极导磁体(1)，利于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)与子弹头形S极中空导磁体(8)顶部的圆环形凸槽(10)定位啮合，可防止供油飞机的柔性供油管端口，在加油过程中脱离受油飞机的刚性受油管端口。
3.根据权利要求1所述的一种飞机空中加油对接装置，其特征是：当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口相互距离接近至设定范围时，距离传感器(5)发出光波或电磁波信号，指示飞机向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入电流，此时在供油飞机的柔性供油管端口喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)处产生N极磁场，受油飞机的刚性受油管端口子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)产生S极磁场；具有一定自由度的供油飞机的柔性供油管端口，在磁场吸引力作用下，沿着磁力线方向，向受油飞机的刚性受油管端口定向移动，直至子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)接触并压迫位于喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)中心的杠铃形活塞(14)向后退缩，允许子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆环形凸槽(10)进入喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)边缘的环形凹槽(4)并与之定位啮合；在在弹簧(17)扩张力推动下，圆环形凸槽(10)能够封堵喇叭口管形N极导磁体(1)开口(18)，防止开口(18)漏油；喇叭口管形N极导磁体(1)尾部的柔性供油管(6)内的油料，通过杠铃形活塞(14)与管壁之间的缝隙进入因杠铃形活塞(14)后退而开启的输油通道(15)，再经由子弹头形S极中空导磁体(8)顶端(19)的圆形输油孔(9)，到达子弹头形S极中空导磁体(8)内腔，然后流向子弹头形S极中空导磁体(8)尾部的刚性受油管(12)。
4.根据权利要求1所述的一种飞机空中加油对接装置，其特征是：压力式阀门(3)由杠铃形活塞(14)，以喇叭口管形N极导磁体(1)垂直截面固定于管壁并具有输油通道(15)及中心圆孔(20)的圆形挡板(16)，及位于圆形挡板(16)外侧与杠铃形活塞(14)、圆形挡板(16)同轴的弹簧(17)组成；杠铃形活塞(14)直径小于喇叭口管形N极导磁体(1)内径，利于油料通过杠铃形活塞(14)与管壁之间的缝隙进入开启的输油通道(15)；输油通道(15)位于圆形挡板(16)内与杠铃形活塞(14)内侧重合区域之内，利于在非对接状态时，杠铃形活塞(14)依靠弹簧(17)扩张力封堵挡板(16)的输油通道(15)。
5.根据权利要求1所述的一种飞机空中加油对接装置，其特征是：当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口对接完成后，可以停止向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入电流，节省机载电能，此时由喇叭口管形N极导磁体(1)开口端的环形凹槽(4)与子弹头形S极中空导磁体(8)顶部的圆环形凸槽(10)定位啮合，继续保持对接状态，可以防止供油飞机的柔性供油管端口脱离受油飞机的刚性受油管端口。
6.根据权利要求1所述的一种飞机空中加油对接装置，其特征是：供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口采用磁力自动对接模式，特殊状况时，也可以采用人工瞄准对接方式。
7.根据权利要求1所述的一种飞机空中加油对接装置，其特征是：当供油飞机的柔性供油管端口与受油飞机的刚性受油管端口完成对接加油任务后，向N极线圈(2)及S极线圈(11)通入定向电流，产生同极互相排斥的推力，使供油飞机的柔性供油管端口顺利脱离受油飞机的刚性受油管端口；在特殊情况下，还可以采用降低受油飞机速度所产生的拉力，使供油飞机的柔性供油管端口顺利脱离受油飞机的刚性受油管端口。
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