[发明专利]用于利用桁杆进行空中加油操作在飞桁尖端与受油器口之间形成接触的检测系统和方法

说明书

一种用于为利用桁杆进行飞行中加油而检测运油器飞桁的杆尖端与受油器的容器口以半自动或自动接触的系统，其确保了在任何时刻为运油器的桁杆的控制系统实时地提供关于桁杆末端和受油器容器口的稳健、可靠且同步的信息。为此，系统包括：1)安装在其杆上的光发射器，2)安装在受油飞行器的容器的轮廓上的光发射器，3)处理子系统和4)两个3D摄像机、与光发射器同步的TOF摄像机和附加摄像机以及由DOE型镜头生成的结构化光发射器。

发明目的

空中加油操作本质上可以分为两种主要类型：1.利用软管浮锚的空中加油操作和2.利用飞桁的空中加油操作。

桁杆定义为加油装置的一部分，包括连接到飞行器上的球座接合部，从该球座接合部悬挂有中空细长的刚性套管，并且杆或内部构件(也是刚性的)可以从该球座接合部移除或缩回，在该杆或内部构件的端部为喷嘴。该喷嘴是在打开将燃料通道关闭的舱口之后，连接到处于受油飞行器中的引入容器之后最终分配燃料的地方。

利用飞桁或仅桁杆的加油操作需要处于杆内部且分配燃料的杆端部(称为分配喷嘴)被置于受油飞行器的上表面上的容器中，燃料接收口处于该容器中。一旦完成包括将这一喷嘴从运油飞行器的桁杆的杆端部插入受油飞行器的容器口的接触，就供应燃料(在由置于该喷嘴中的爪钩到受油器的容器之后)。

与第一段中提到的类型1相反，利用桁杆加油的巨大优势一方面在于可以在供给时实现更大的流量(这可能导致更短的加油时间)，另一方面在于对受油飞行器的飞行员而言的工作量低于其在软管浮锚式的情况下的工作量，在软管浮锚式的情况下，操作责任直接落在飞行员身上。在涉及软管浮锚的这后一种方法中，受油器飞行员几乎完全负责完成接触。

对于受限为要被置于相对于运油飞行器的适当位置的受油飞行器的飞行员而言，桁杆操作压力较小。为了执行上述操作，必须始终知晓杆端部(即喷嘴)和容器口的位置。目前，这些信息是由负责手动执行操作以与桁杆形成接触的操作员在视觉上获取的。

如果想要自动操作，就必须将这些信息提供给控制桁杆的运油器系统，以便运油器系统可以修改控制桁杆的运动的适当的“控制法则”。也可以将这些信息用于对运油器的控制甚至是对受油器的控制。这三者由此都可以有助于舒适和安全的自动操作。

如上所述，目前该操作是手动进行的。本申请的目的正是在于一种用于在第一运油飞行器的桁杆的喷嘴或燃料供给装置与位于第二飞行器或受油飞行器的表面上的容器之间形成自动或半自动接触的系统，第二飞行器或受油飞行器将从第一飞行器接收燃料。

该系统所涉及的元件的目的还在于提供一种第一飞行器，即运油器，其相对于与所述运油器一致的坐标中心定位受油飞行器——更具体地为受油飞行器的容器——的位置；以便一旦第二飞行器或受油飞行器接近并被放置在适当的位置用于接触，它就可以被运油飞行器的杆的喷嘴占据，从而开始直到规定的数量并在规定的时间内供应燃料。

同样地，本发明的另一方面在于提供一种系统，该系统管理运油飞行器的桁杆，位于该桁杆的杆端部的喷嘴相对于前一部分的同一参考中心的位置，以及更重要地，运油器的杆的喷嘴出口与受油飞行器的容器入口之间的相对位置。

如上所述，利用这些数据，可以将受油飞行器置于适当的接触位置，一旦受油飞行器已经置于稳定的位置，即在等待接收燃料，运油器就能够知晓，运油器的桁杆的端部必须移动到哪个位置以便在可以开始供应燃料之前将喷嘴放置在受油器的容器中。

简而言之，根据这些信息，如前所述，取决于这些信息，取决于对管理运油飞行器的桁杆运动以及甚至是对运油器和受油飞行器本身运动的控制法则的设计，操作可以变为半自动或自动操作。本专利的目的在于获得并提供这样的信息。

背景技术

如开篇段落中所述，目前飞行中加油以两种不同的方式执行。利用软管浮锚和利用飞桁。在利用桁杆来完成的情况下，该桁杆的杆端部或喷嘴(燃料出口喷嘴)必须匹配在位于将接收燃料的飞行器表面上的容器中。目前这整个操作是手动进行的，并且取决于运油器操作员或“桁杆员(Boomer)”的专业知识。