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CN109823551A - 用于空中运载工具的燃料系统和方法 - Google Patents

用于空中运载工具的燃料系统和方法 Download PDF

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CN109823551A
CN109823551A CN201811380715.9A CN201811380715A CN109823551A CN 109823551 A CN109823551 A CN 109823551A CN 201811380715 A CN201811380715 A CN 201811380715A CN 109823551 A CN109823551 A CN 109823551A
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CN
China
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fuel tank
auxiliary fuel
flight control
target position
air vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
CN201811380715.9A
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English (en)
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B·蒂洛森
C·B·斯皮纳里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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Abstract

本发明涉及用于空中运载工具的燃料系统和方法。在一个实例中,空中运载工具的副油箱包括具有被配置以储存燃料的内部燃料储存器的主体。副油箱还包括耦接于内部燃料储存器的出口,用于将燃料从内部燃料储存器供给到空中运载工具的推进系统。另外,副油箱包括从主体向外延伸的多个飞行控制面。飞行控制面是可致动的,以调整副油箱的飞行姿态。副油箱进一步包括飞行控制系统,其包括处理器并且被配置以在副油箱被从空中运载工具抛弃时致动多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置。

Description

用于空中运载工具的燃料系统和方法
背景技术
本公开总体上涉及用于为运载工具供给燃料的系统和方法,更具体地涉及用于为空中运载工具供给燃料的副油箱系统和方法。
总体上,空中运载工具的飞行范围(距离,range)和持续时间是基于空中运载工具在再加燃料之前可携带的燃料量。增加空中运载工具的飞行范围和持续时间的一种方法是给空中运载工具提供副油箱。副油箱一般是外部耦接于空中运载工具的辅助燃料箱。当副油箱中的燃料耗尽时,空中运载工具可抛弃副油箱并且再利用储存于空中运载工具的其他燃料箱中的燃料继续飞行。通过抛弃副油箱,空中运载工具可减少由副油箱施加于空中运载工具的重量和阻力。抛弃副油箱可因此进一步延长空中运载工具的范围。
发明内容
在一个实例中,用于空中运载工具的副油箱包括具有被配置以储存燃料的内部燃料储存器的主体。副油箱还包括耦接于内部燃料储存器的出口,用于将燃料从内部燃料储存器供给到空中运载工具的推进系统。另外,副油箱包括从主体向外延伸的多个飞行控制面。飞行控制面是可致动的,以调整副油箱的飞行姿态。副油箱进一步包括飞行控制系统,该飞行控制系统包括处理器并且被配置以在副油箱从空中运载工具被抛弃时,致动多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置。
在另一个实例中,方法包括将燃料从副油箱供给到空中运载工具的推进系统。在供给燃料之后,方法包括确定副油箱已被从空中运载工具抛弃。另外,方法包括响应于确定副油箱已被抛弃,致动副油箱的多个飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置。方法还包括使副油箱着陆在目标位置。
在另一个实例中,方法包括将副油箱耦接到空中运载工具。副油箱包括具有内部燃料储存器的主体、和从主体向外延伸的多个飞行控制面。多个飞行控制面是可致动的,以调整副油箱的飞行姿态。副油箱还包括飞行控制系统,该飞行控制系统包括处理器并且被配置以致动多个飞行控制面。方法进一步包括将燃料供给到副油箱的内部燃料储存器,并且在飞行控制系统中储存与目标位置相关的数据。
方法还包括利用供给到内部燃料储存器的燃料的至少一部分,使空中运载工具飞行到空投位置。空投位置小于目标位置的阈值距离。阈值距离与副油箱的最大飞行距离相关。响应于空中运载工具飞行到空投位置,方法包括从空中运载工具抛弃副油箱。在从空中运载工具抛弃副油箱之后,方法包括致动多个飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置。另外,方法包括使副油箱着陆在目标位置。
已讨论的特征、功能、和优点可在各种实例中独立地实现,或者可在再其他实例中组合,其进一步细节参考以下描述和附图可知。
附图说明
被认为是示例性实例所具有的特点的新颖特征在所附权利要求中被提出。然而,示例性实例以及优选的使用模式、其进一步目标和描述将通过参考以下对本公开的示例性实例的详细描述在结合附图阅读时得到最好理解,其中:
图1示例根据一个实例可释放地耦接于空中运载工具的副油箱的局部侧视图。
图2示例图1中示例的副油箱和空中运载工具的简化框图。
图3示例根据一个实例用于操作副油箱的实例过程的流程图。
图4示例用于操作可用于图3所示过程的副油箱的实例过程的流程图。
图5示例用于操作可用于图3所示过程的副油箱的实例过程的流程图。
图6示例用于操作可用于图3所示过程的副油箱的实例过程的流程图。
图7示例用于操作可用于图3所示过程的副油箱的实例过程的流程图。
图8示例用于操作可用于图3所示过程的副油箱的实例过程的流程图。
图9示例根据一个实例的实例过程的流程图。
图10示例可用于图9所示过程的实例过程的流程图。
图11示例可用于图9所示过程的实例过程的流程图。
图12示例可用于图9所示过程的实例过程的流程图。
图13示例可用于图9所示过程的实例过程的流程图。
图14示例可用于图9所示过程的实例过程的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述所公开的实例,其中示出了一些但非全部公开实例。事实上,若干不同的实例可被描述,并且其不应被解释为受限于本文提出的实例。而是,这些实例的描述使得本公开将是透彻和完整的,并且将充分地向本领域技术人员传达本公开的范围。
本公开的系统和方法提供用于向空中运载工具供给燃料的系统和方法。如上所述,空中运载工具可从副油箱接收燃料,然后在飞行期间抛弃副油箱,以延长空中运载工具的范围。一般,一旦副油箱被抛弃,副油箱会沿着不受控制的轨迹落到地面。由此,副油箱可落到其可被找不到和/或损坏的随机位置。操作人员可能因此不得不在每次飞行之后购买新的副油箱,增加了飞行器的操作成本和费用。
在另一个方法中,空中运载工具在指定区域正上方飞行,然后抛弃副油箱,使得副油箱更可能落到指定区域内的地面。然而,这种方法的问题是空中运载工具一般可能需要飞离航路以使其自身定位在指定区域正上方并且抛弃副油箱。由此,空中运载工具可能需要从更优的飞行轨迹转向以抛弃副油箱,这降低了空中运载工具的操作效率。
本文描述的实例系统和方法可有利地解决现有副油箱的至少一些缺陷。在本文所述的实例中,副油箱被可释放地耦接于空中运载工具。副油箱包括主体和出口,该主体具有用于储存燃料的内部燃料储存器,该出口耦接于内部燃料储存器,用于将燃料从内部燃料储存器供给到空中运载工具的推进系统。在飞行第一部分期间将燃料供给到推进系统之后,空中运载工具可抛弃副油箱,并且在飞行第二部分期间继续飞行(例如,使用另外的、储存于空中运载工具的燃料箱中的燃料)。飞行中途抛弃副油箱减少了空中运载工具上的重量和阻力,这增加了燃料效率并且延长了飞行第二部分期间空中运载工具的飞行范围。
副油箱包括从主体向外延伸的多个飞行控制面。飞行控制面是可致动的,以调整副油箱的飞行姿态。副油箱进一步包括飞行控制系统,该飞行控制系统包括处理器。当副油箱从空中运载工具被抛弃时,飞行控制系统可致动飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置。目标位置可以是副油箱着陆的指定位置,如,例如,机场、跑道、直升机起降场、火箭发射台、和/或限制公众通行的区域。
通过使副油箱从空中运载工具受控地飞行到目标位置,副油箱可被回收和再用于未来飞行。另外,例如,使副油箱从空中运载工具受控地飞行到目标位置可在空中运载工具抛弃副油箱时定位空中运载工具方面提供更大的灵活性。即,由于副油箱可在更精确的控制下在更大的范围上导航,空中运载工具可在距目标位置比通过无飞行控制面的副油箱所能实现的相对更大距离处抛弃副油箱。这也在选择抛弃副油箱的位置和/或时间时提供了更大的灵活性。
而且,在实例中,副油箱可包括着陆系统。着陆系统可减少(或最小化)副油箱着陆在目标位置时对副油箱的损坏。通过提供具有着陆系统的副油箱,可增加的副油箱再用性,并且可相对于省略着陆系统的副油箱降低带有副油箱的空中运载工具的操作成本。
现参考图1,根据实例描绘了可释放地耦接于空中运载工具110的副油箱100的局部透视图。在图1中,空中运载工具110是固定翼飞行器。因此,在图1中,空中运载工具110包括沿纵向114延伸的机身112、和沿相对于纵向114的横向自机身112延伸的机翼116。虽然空中运载工具110在图1中被描绘为固定翼飞行器,但空中运载工具110在其他实例中可以是直升机、导弹、轻于空气的运载工具、和/或航天器。更广义地,空中运载工具110可以是可通过空气行驶的任何运载工具。
如图1所示,空中运载工具110包括推进系统118和一个或多个燃料箱120。作为实例,推进系统118可包括一个或多个发动机、涡轮、推进器、旋翼、和/或火箭(rockets)。燃料箱(一个或多个)120可储存燃料,以给推进系统118提供动力。储存于燃料箱(一个或多个)120的燃料类型可至少部分基于该燃料所提供动力的空中运载工具110的类型。作为实例,燃料可包括航空汽油、喷气推进剂、柴油机燃料、和/或火箭燃料。更广义地,燃料可以是可提供能量以给推进系统118提供动力的任何物质,并且推进系统118可以是可利用燃料产生使空中运载工具110通过空气移动的推力的任何系统。
副油箱100通过可释放的耦接器122被可释放地耦接于空中运载工具110的某个安置点(station)(例如,承力点)。可释放的耦接器122可包括挂架、发射器、齿条(rack)、喷射器齿条、和/或发射器齿条,用于在飞行第一阶段期间将副油箱100耦接到空中运载工具110和在飞行第二阶段期间将副油箱100从空中运载工具110抛弃。在一些实施方式中,可释放的耦接器122可被动地抛弃副油箱100(即,仅通过重力)。在其他实施方式中,可释放的耦接器122可主动地抛弃副油箱100,例如通过向副油箱100施加喷射力以协助副油箱100从空中运载工具110分离。
在一个实例中,可释放的耦接器122可在空中运载工具110的安置点处包括用于可释放地耦接到副油箱100上多个凸块(lugs)的齿条。在另外或可选的实例中,可释放的耦接器122可包括一个或多个烟火药(pyrotechnic charges)、气动装置、活动钩、分离螺母、脆性螺母(frangible nuts)、分离螺栓、螺栓切断器、线切断器(wire cutters)、索缆切断器、分体式线轴装置(例如,熔断线和/或形状记忆合金线)、螺线管致动螺母、marman带、推销器、和/或拔销器。用于可释放地耦接副油箱100和空中运载工具110的可释放耦接器122的类型可基于一个或多个因素确定,该因素包括,例如,电磁干扰易感性、释放响应时间、释放冲击、发射负荷承受能力、预负荷承受能力、致动动力输入、重量、尺寸、温度灵敏度、和/或释放可靠度。
在一些实例中,安置点位于空中运载工具110的外表面上。例如,在图1中,安置点在空中运载工具110的机翼116上。安置点可另外地或可选地在机身112的外表面上(例如,机身112的下侧)。虽然图1描绘了在机翼116上的单个副油箱100,但空中运载工具110可包括在机翼116、机身112对侧另一机翼、和/或机身112上的一个或多个副油箱100。
在其他实例中,安置点可另外地或可选地位于空中运载工具110的机身112或机翼116中。例如,空中运载工具110可包括在机身112的货仓中的一个或多个副油箱100。在这样的实例中,空中运载工具110可包括一个或多个传送门,其可在空中运载工具110的飞行期间打开以便于抛弃副油箱100。
如图1所示,副油箱100包括主体124、多个飞行控制面126、和着陆系统128。在图1中,主体124是固定翼飞行器形式。具体地,主体124包括机身(壳体,fuselage)130和一对机翼(wings)132。另外,主体124包括垂直安定面134和自主体124的相对侧面延伸的一对水平安定面136。
虽然主体124在图1中是固定翼飞行器形式,但是主体124在其他实例中可采用其他形式。例如,在一些实例中,主体124可具有可促进副油箱100从空中运载工具110飞行到目标位置的空气动力学形状。在另外的或可选的实例中,主体124可具有相对于空中运载工具110的形状共形的形状,和/或主体124可具有相对于空中运载工具110的形状非共形的形状。另外,例如,主体124在其他实例中可包括一个或多个前翼和/或尾翼。
飞行控制面126从主体124向外延伸。例如,在图1中,飞行控制面126从机翼132和副油箱100的垂直安定面134延伸。飞行控制面126是可致动的,以调整副油箱100的飞行姿态。作为实例,飞行控制面126可包括升降舵、方向舵、副翼、襟翼、扰流板、前缘襟翼、前缘缝翼、配平调整片、机翼、水平安定面、垂直安定面、旋翼(例如,具有可控制的俯仰(pitch))、和/或翼伞(parafoil)。而且,在实例中,飞行控制面126是可致动的,以在副油箱100飞行时调整副油箱100的俯仰、翻滚(roll)、和/或偏航(yaw)。
着陆系统128可在副油箱100在目标位置着陆时减少(或最小化)对副油箱100的损坏。在实例中,着陆系统128可有利于副油箱100在地表(ground surface)、水、雪、和/或航空母舰上着陆。在这样的实例中,着陆系统128可包括,例如,一个或多个轮子、滑橇、浮筒、和/或降落伞。在另一个实例中,着陆系统128可包括一个或多个制动钩,该制动钩可与在目标位置处的网和/或索缆接合以制动副油箱100。在另一个实例中,着陆系统128可包括一个或多个旋翼,其可提供自旋转飞行模式,以降低或限制副油箱100在着陆期间的下降速率。
通过给副油箱100提供着陆系统128,可增加副油箱100的再用性,并且可相对于省略着陆系统128的副油箱减少带有副油箱100的空中运载工具110的操作成本。尽管有这些益处,在其他实例中,副油箱100可省略着陆系统128。
在图1中,机翼132、垂直安定面134、水平安定面136、飞行控制面126、和着陆系统128自主体124延伸。在一些实例中,这些构件中的一个或多个可被配置以(i)在空中运载工具110抛弃副油箱100之前收起在主体124内,以及然后(ii)在空中运载工具110抛弃副油箱100之后展开以自主体124延伸。这可有利于在空中运载工具110抛弃副油箱100之前减少阻力和增加操作效率。
主体124具有内部燃料储存器138,该内部燃料储存器138可储存另外的、用于给空中运载工具110的推进系统118提供动力的燃料。在一个实例中,主体124可包括一个或多个内表面,该内表面限定用于储存燃料的封闭空间。储存于内部燃料储存器138中的燃料可以是与储存于空中运载工具110的燃料箱(一个或多个)120中的燃料相同类型的燃料,或者与储存于燃料箱(一个或多个)120中的燃料不同类型的燃料。
如图1所示,副油箱100还可包括推进系统139,推进系统139是可操作的,以在副油箱100被从空中运载工具110抛弃之后产生使副油箱100飞行的推力。例如,在一些实施方式中,可用留在内部燃料储存器138中的剩余部分的燃料抛弃副油箱100。推进系统139可利用内部燃料储存器138中的剩余部分的燃料产生推力,以协助副油箱100飞行到目标位置。作为实例,推进系统139可包括一个或多个发动机、涡轮、推进器、旋翼、和/或火箭。
虽然图1描绘了具有推进系统139的副油箱100,但副油箱100在其他实例中可省略推进系统139。例如,在其他实例中,副油箱100可在没有推进系统139产生的推力的协助下飞行和/或滑翔到目标位置。另外,在实例中,可利用留在内部燃料储存器138中的剩余部分的燃料或在没有燃料留在内部燃料储存器138中的情况下(即,在内部燃料储存器138将所有燃料供给空中运载工具110的推进系统118之后)抛弃副油箱100。
图2描绘了根据实例包括副油箱100和空中运载工具110的其他构件的简化框图。如图2所示,副油箱100包括内部燃料储存器138,该内部燃料储存器138储存用于给空中运载工具110的推进系统118提供动力的第一燃料240。在实例中,在空中运载工具110从出发位置出发之前(即,在起飞之前),副油箱100可被供给以第一燃料240。为给副油箱100供给第一燃料240,副油箱100可包括耦接于内部燃料储存器138的进口242。进口242可因此提供通向内部燃料储存器138的通道,用于在起飞之前为副油箱100添加燃料(加油,fueling)和/或再加燃料(再加油,refueling)。
副油箱100还包括耦接于内部燃料储存器138的出口244,用于将第一燃料240从内部燃料储存器138供给到空中运载工具110的推进系统118。如图2所示,出口244通过空中运载工具110的燃料供给系统246耦接于推进系统118。燃料供给系统246可包括一个或多个阀、燃料泵、过滤器、通气孔、和/或燃料管路,用于控制第一燃料240从内部燃料储存器138到推进系统118的流动。在一个实例中,出口244可包括阀,该阀可在出口244耦接于燃料供给系统246时打开,并且在出口244从推进系统118解耦时自动关闭。出口244可因此促进响应于空中运载工具110抛弃副油箱100而密封内部燃料储存器138。
燃料供给系统246还可将推进系统118耦接到空中运载工具110的燃料箱(一个或多个)120。燃料箱(一个或多个)120可储存第二燃料248,用于给推进系统118提供动力。在实例中,燃料供给系统246可进一步提供控制第二燃料248从燃料箱(一个或多个)120到推进系统118的流动。如上所述,内部燃料储存器138中的第一燃料240和燃料箱(一个或多个)120中的第二燃料248可以是相同类型的燃料或不同类型的燃料。
如图2所示,燃料供给系统246与空中运载工具110的运载工具控制器250通信。总体上,运载工具控制器250是计算装置,其被配置以控制燃料供给系统246的操作,和/或提供下面进一步描述的其他功能。例如,运载工具控制器250可向燃料供给系统246提供一个或多个燃料-控制信号,以启动、停止、增加、和/或减少从内部燃料储存器138和/或燃料箱(一个或多个)120到推进系统118的燃料流动速率。例如,运载工具控制器250可提供燃料控制信号(一个或多个),以致动内部燃料储存器138和推进系统118之间的流动路径沿线的阀(一个或多个)和/或燃料泵(一个或多个),以启动、停止、增加、和/或减少第一燃料240的燃料流动速率。类似地,例如,运载工具控制器250可提供燃料控制信号(一个或多个),以致动燃料箱(一个或多个)120和推进系统118之间的流动路径沿线的阀(一个或多个)和/或燃料泵(一个或多个),以启动、停止、增加、和/或减少第二燃料248的燃料流动速率。
运载工具控制器250可利用硬件、软件、和/或固件实施。例如,运载工具控制器250可包括一个或多个处理器252和储存机器语言指令或其他可执行指令的非临时计算机可读介质(例如,易失性和/或非易失性存储器254)。指令在通过一个或多个处理器执行时致使空中运载工具110执行本文描述的各种操作。因此,运载工具控制器250也可接收数据并且在存储器254中储存数据。
如上关于图1所述,副油箱100通过可释放的耦接器122被可释放地耦接于空中运载工具110。虽然图2描绘了与空中运载工具110和副油箱100分开的可释放的耦接器122,但在本公开的实例中(i)空中运载工具110可包括可释放的耦接器122,(ii)副油箱100可包括可释放的耦接器122,或(iii)空中运载工具110和副油箱100可各自包括可释放的耦接器122的对应部分。总体上,可释放的耦接器122是可致动的,以提供通过可释放的耦接器122耦接于空中运载工具110的副油箱100的机械释放。例如,可释放的耦接器122可在第一状态下将副油箱100耦接到空中运载工具110,并且在第二状态下使副油箱100从空中运载工具110释放。
在一些实例中,可释放的耦接器122可与运载工具控制器250通信。在此布置下,运载工具控制器250可选择性地致动可释放的耦接器122,以抛弃副油箱100。例如,运载工具控制器250可将一个或多个触发信号传输到可释放的耦接器122(例如,通过有线或无线通信),并且响应于触发信号(一个或多个),可释放的耦接器122可从第一状态致动到第二状态,以抛弃副油箱100。
在其他实例中,可释放的耦接器122可另外地或可选地与副油箱100的飞行控制系统256通信。飞行控制系统256是可控制副油箱100的操作的计算装置。如下面进一步详细描述,当副油箱100被从空中运载工具110抛弃时,飞行控制系统256可致动飞行控制面126,以使副油箱100飞行到目标位置。另外,在其中飞行控制系统256与可释放的耦接器122通信的实施方式中,飞行控制系统256可将触发信号(一个或多个)传输到可释放的耦接器122(通过有线和/或无线通信),并且响应于触发信号(一个或多个),可释放的耦接器122可从第一状态致动到第二状态,以从空中运载工具110抛弃副油箱100。
类似于运载工具控制器250,飞行控制系统256可利用硬件、软件、和/或固件实施。例如,飞行控制系统256可包括一个或多个处理器258和储存机器语言指令或其他可执行指令的非临时计算机可读介质(例如,易失性和/或非易失性存储器260)。指令在通过一个或多个处理器执行时致使副油箱100执行本文描述的各种操作。因此,飞行控制系统256也可接收数据并且在存储器260中储存数据。
如图2所示,飞行控制系统256可另外地或可选地与运载工具控制器250通信。在此布置下,飞行控制系统256可致使运载工具控制器250致动可释放的耦接器122,和/或在另外的或可选的实例中运载工具控制器250可致使飞行控制系统256致动可释放的耦接器122。而且,通信地耦接飞行控制系统256和运载工具控制器250可提供分布式处理,以提高本文描述的空中运载工具110和/或副油箱100的操作的稳健性和性能。
在实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可确定空中运载工具110可抛弃副油箱100(例如,通过致动可释放的耦接器122)时的空投位置。在一些实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可基于目标位置确定空投位置。例如,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可将空投位置确定为在目标位置的阈值距离内的位置,其中阈值距离与副油箱100的最大飞行距离相关。以这种方式,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可确定空投位置,使得副油箱100将能够在被从空中运载工具110抛弃时飞行到目标位置(即,空中运载工具110可在目标位置的可达距离内抛弃副油箱100)。
副油箱100的最大飞行距离可基于各种因素,如,例如,(i)副油箱100的高度、(ii)副油箱100的下滑比、(iii)从空投位置到目标位置的距离、(iv)在空投位置和目标位置之间的风况(例如,速度和/或方向)、和/或(v)留在内部燃料储存器138中的第一燃料240的量。因此,在一些实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可基于这些因素中的一个或多个确定空投位置。
在一些实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可在空中运载工具110起飞之前确定空投位置和/或目标位置。例如,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可储存与以下相关的飞行计划数据:例如,空中运载工具110起飞的出发位置、空中运载工具110着陆的目的地位置、和/或出发位置和目的地位置之间的飞行轨迹。基于飞行计划数据,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可确定空投位置和/或目标位置。
在其他实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可在空中运载工具110起飞之后确定空投位置。例如,在一种实施方式中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可在阈值量燃料已从副油箱100被供给到空中运载工具110的推进系统118之后确定空投位置和/或目标位置。阈值量可以是内部燃料储存器138中的所有第一燃料240(即,当内部燃料储存器138是空的时)。可选地,阈值量可关系到用于给副油箱100的推进系统139提供动力以使副油箱100从空投位置飞行到目标位置剩余部分燃料。
为了确定阈值量燃料已被供给,副油箱100可包括燃料传感器262。如图2所示,燃料传感器262被可操作地耦接于内部燃料储存器138,并且与飞行控制系统256通信。燃料传感器262可感测内部燃料储存器138中的第一燃料240的量,并且向飞行控制系统256提供燃料水平信号——指示所确定的第一燃料240的量。响应于燃料水平信号,飞行控制系统256可将所确定的第一燃料240的量与燃料阈值量比较,以确定阈值量燃料何时已被从副油箱100供给。作为实例,燃料传感器262可包括磁阻燃料水平传感器、电容探测器、和/或浮动电位计水平传感器。
在确定阈值量燃料已被供给之后,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可从多个候选位置中选择目标位置。多个候选位置可以是预先确定的具有用于着陆副油箱100、回收副油箱100、和/或给副油箱100再加燃料的设施、人员、和/或设备的位置(例如,关于飞行(on the flight)在起飞之前确定的位置)。在实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256基于下列中的至少一个选择目标位置:副油箱100的高度、副油箱100的下滑比、和/或从副油箱100到目标位置的距离。在选择目标位置之后,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可基于所选择的目标位置选择空投位置。
在另外的或可选的实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可基于指示目标位置的用户输入确定。例如,在图2中,空中运载工具110包括用户输入/输出装置(I/O装置)264,用于接收指示目标位置的用户输入。作为实例,用户输入/输出装置264可包括鼠标和键盘、操纵杆、按钮面板、触摸屏显示器、专用显示器装置、音频话筒、和/或语音识别界面。
如图2所示,用户输入/输出装置264与运载工具控制器250通信。在其他实例中,用户输入/输出装置264可另外地或可选地与飞行控制系统256通信。在这样的实例中,副油箱100可包括用户输入/输出装置264,和/或用户输入/输出装置264可独立于空中运载工具110和副油箱100。
如上所述,当空中运载工具110抛弃副油箱100时,副油箱100是可操作的,以飞行到目标位置。为了使副油箱100飞行到目标位置,飞行控制系统256包括处理器,并且配置以致动飞行控制面126。在图2中,例如,飞行控制面126耦接于一个或多个致动器266,该致动器266与飞行控制系统256通信(例如,通过有线和/或无线通信链路)。作为实例,致动器(一个或多个)266可包括一个或多个液压装置、气动装置、和/或机电装置,用于使飞行控制面126相对于主体124移动。在此布置下,飞行控制系统256可将一个或多个控制信号传输到致动器(一个或多个)266,并且响应于控制信号(一个或多个),致动器(一个或多个)266可致动飞行控制面126以调整副油箱100的飞行姿态。
如图2所示,飞行控制系统256还与导航传感器268通信。导航传感器268可确定副油箱100的位置,并且向飞行控制系统256提供副油箱100的位置指示。例如,导航传感器268可包括全球定位系统(GPS)装置、惯性导航系统(INS)、视觉系统(例如,包括摄像机和图像分析处理器)、和/或激光导引系统。在一个实例中,通过导航传感器268确定的位置可通过一组坐标限定,包括副油箱100的经度、纬度、和/或高度的坐标。在另一个实例中,通过导航传感器268确定的位置可通过副油箱100相对于一个或多个参考点(例如,目标位置和/或一个或多个航路点(waypoints))的距离和/或方向限定。其他实例也是可能的。
飞行控制系统256可利用导航传感器268确定副油箱100的位置。飞行控制系统256可基于确定的副油箱100位置和目标位置来确定飞行控制数据。飞行控制系统256可然后基于飞行控制数据致动飞行控制面126,以使副油箱100飞行到目标位置。通过基于副油箱100的位置确定飞行控制数据以及利用飞行控制数据致动飞行控制面126,飞行控制系统256可使副油箱100从空中运载工具110可控地和安全地飞行到目标位置。
在一种实施方式中,导航传感器268可以是与飞行控制系统256通信的GPS装置。GPS装置可确定副油箱100的一组GPS坐标,并且向飞行控制系统256提供副油箱100的该组GPS坐标。飞行控制系统256可然后基于以下确定飞行控制数据:(i)副油箱100的该组GPS坐标,和(ii)目标位置的一组GPS坐标。响应于确定飞行控制数据,飞行控制系统256可基于飞行控制数据致动多个飞行控制面126,以使副油箱100飞行到目标位置。
在一些实例中,飞行控制系统256可致使副油箱100以直接航线(例如,沿着直线)直接从空投位置飞行到目标位置。在一些情况下,这可为副油箱100提供到目标位置的最短航线,这可比其他航线更快和更有效地使副油箱100到达目标位置。
在其他实例中,飞行控制系统256可致使副油箱100从空投位置到目标位置以迂回(circuitous)航线飞行。例如,飞行控制系统256可致使副油箱100在从空投位置飞行到目标位置时绕过障碍物(例如,树木、无线电塔、山脉、风车、和/或建筑)航行。另外,例如,飞行控制系统256可致使副油箱100沿着某种航线飞行,该航线减少(或最小化)在人口密集区域上方飞行的程度,和/或避免在限制空域中飞行。在进一步情况下,当副油箱100被抛弃时,飞行控制系统256可致使副油箱100飞回到空中运载工具110起飞的出发位置。
在一些实例中,副油箱100可包括指示系统270,其可促使副油箱100对于空中交通管制和/或其他空中运载工具是可检测的。例如,指示系统270可包括应答机、后向反射器、和/或闪光灯,以向空中交通管制和/或其他空中运载工具指示副油箱的位置。指示系统270可有助于组织和加快空中交通流,并且为副油箱100附近的其他空中运载工具的飞行员提供信息。
在操作中,副油箱100可通过可释放的耦接器122被可释放地耦接于空中运载工具110,并且第一燃料240可被供给到副油箱100以备空中运载工具110的起飞。在实例中,将副油箱100可释放地耦接到空中运载工具110可包括将副油箱100的主体124机械地耦接到空中运载工具110的安置点,使得副油箱100保持耦接到空中运载工具110直到空中运载工具110抛弃副油箱100(包括,例如,在起飞和飞行期间)。另外,将副油箱100可释放地耦接到空中运载工具110可包括将副油箱100的出口244耦接到空中运载工具110的燃料供给系统246,使得副油箱100可向空中运载工具110的推进系统118供给第一燃料240。
在一种实施方式中,在再加燃料位置处的外部燃料源可包括燃料管路,该燃料管路具有喷嘴,用于耦接到进口242。外部燃料源可包括,例如,地上或地下的一个或多个储油箱(例如,在机场的燃料群(fuel farm))、消防栓式再加燃料系统(hydrant refuelingsystem)、和/或移动再加燃料系统(例如,再加燃料卡车)。在此布置下,在添加燃料操作期间,通过喷嘴和进口242之间的耦接,燃料管路可将第一燃料240从外部燃料源供给到副油箱100的内部燃料储存器138。在一些实例中,副油箱100可在将第一燃料240供给到副油箱100之前被可释放地耦接于空中运载工具110。在其他实例中,副油箱100可被供给以第一燃料240,然后副油箱100可被可释放地耦接于空中运载工具110。
在副油箱100被耦接到空中运载工具110并且被供给以第一燃料240之后,空中运载工具110可从出发位置起飞以开始飞行。在飞行第一部分期间,副油箱100可将第一燃料240供给到空中运载工具110的推进系统118。例如,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可控制燃料供给系统246,以使第一燃料240通过出口244从内部燃料储存器138流到推进系统118。推进系统118可利用第一燃料240产生推力,用于从出发位置到空投位置的飞行。如上所述,空投位置可小于目标位置的阈值距离,并且该阈值距离可与副油箱100的最大飞行距离相关。
如上所述,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可在起飞之前和/或起飞之后确定目标位置和/或空投位置。在任一情况下,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可储存目标位置和/或空投位置。而且,如上所述,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可基于下列至少一个因素确定目标位置和/或空投位置:副油箱100的高度、副油箱100的下滑比、从空投位置到目标位置的距离、留在内部燃料储存器138中的燃料量、和从用户输入/输出装置264接收的用户输入。
在一些实例中,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可确定空中运载工具110和副油箱100何时处于空投位置。例如,在图2中,飞行控制系统256可将通过导航传感器268确定的副油箱100位置与空投位置进行比较,以确定副油箱100何时处于空投位置。虽然未显示在图2中,但空中运载工具110可包括与运载工具控制器250通信的导航传感器,并且运载工具控制器250可基于通过空中运载工具110的导航传感器确定的位置确定空中运载工具110和副油箱100何时处于空投位置。
响应于空中运载工具110飞行到空投位置,空中运载工具110可抛弃副油箱100。例如,响应于运载工具控制器250和/或飞行控制系统256确定空中运载工具110和/或副油箱100处于空投位置,运载工具控制器250和/或飞行控制系统256可致动可释放的耦接器122,以从空中运载工具110抛弃副油箱100。在实例中,从空中运载工具110抛弃副油箱100可包括将可释放的耦接器122从第一状态致动到第二状态,和/或使副油箱100的出口244从燃料供给系统246解耦。
在实例中,飞行控制系统256可确定副油箱100已被从空中运载工具110抛弃。例如,飞行控制系统256可基于来自导航传感器268、运载工具控制器250、和/或可释放的耦接器122的一个或多个信号,确定副油箱100已被抛弃。
响应于飞行控制系统256确定副油箱100已被抛弃,飞行控制系统256可致动副油箱100的飞行控制面126和/或推进系统139,以使副油箱100飞行到目标位置。例如,如上所述,飞行控制系统256可(i)利用导航传感器268确定副油箱100的位置,(ii)基于确定的副油箱100位置和目标位置确定飞行控制数据,和(iii)基于飞行控制数据致动飞行控制面126和/或推进系统139,以使副油箱100飞行到目标位置。在一些实例中,飞行控制系统256可在使副油箱100飞行到目标位置时反复执行这些操作。另外,在实例中,飞行控制系统256可通过以下确定飞行控制数据:确定空投位置和目标位置之间的一个或多个航路点,和致动飞行控制面126和/或推进系统139以从航路点飞行到航路点,直到副油箱100到达目标位置。
当副油箱100到达目标位置时,副油箱100可利用着陆系统128以使副油箱100着陆在目标位置。在一些实例中,目标位置可以是出发位置,使得副油箱100着陆在目标位置包括使副油箱100着陆在出发位置。在其他实例中,目标位置可以是在空投位置的阈值距离内的位置(即,在副油箱100的最大飞行距离内)。
在目标位置处,副油箱100可被回收并备用于另一次飞行。在一些实例中,在目标位置处回收副油箱100之后,副油箱100可在目标位置处被再加燃料并且耦接于另一空中运载工具110。上述操作可然后重复用于另一次飞行,其中副油箱100被耦接于另一空中运载工具110。
在其他实例中,在目标位置处回收副油箱100之后,可将副油箱100从目标位置运输到再加燃料位置。副油箱100然后可在再加燃料位置处被再加燃料,并且耦接于另一个空中运载工具110。在一种实施方式中,副油箱100可通过另一个运载工具(例如,火车、卡车、飞机等)被运输到再加燃料位置。在另一个实施方式中,副油箱100可自行运输到再加燃料位置。例如,在目标位置处回收副油箱100之后,副油箱100可被再加燃料,起飞,和利用推进系统139和飞行控制面126从目标位置飞行到再加燃料位置,在此副油箱100可被再次再加燃料和耦接于另一空中运载工具110。
而且,在实例中,在空中运载工具110抛弃副油箱100之后,空中运载工具110可利用储存在燃料箱(一个或多个)120中的第二燃料248继续飞行到目的地位置。因此,空中运载工具110可在飞行第一部分期间利用副油箱100供给的第一燃料240,并且在飞行第二部分期间利用燃料箱(一个或多个)120供给的第二燃料248。通过在飞行期间抛弃副油箱100,减少了空中运载工具110上的重量和阻力,这延长了空中运载工具110飞行的范围和/或持续时间。
现参考图3,根据实例示例了用于操作副油箱的过程300的流程图。如图3所示,在方框310处,过程300包括将燃料从副油箱供给到空中运载工具的推进系统。在方框310处的供给燃料之后,过程300在方框312处包括确定副油箱已被从空中运载工具抛弃。响应于在方框312处的确定副油箱已被抛弃,过程300在方框314处包括致动副油箱的多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置。在方框316处,过程300包括使副油箱着陆在目标位置。
图4-8根据进一步实例描绘了过程300的其他方面。如图4所示,在方框314处的致动副油箱的多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置可包括:(i)在方框318处的利用导航传感器确定副油箱的位置,(ii)在方框320处的基于确定的副油箱位置和目标位置确定飞行控制数据,和(iii)在方框322处的基于飞行控制数据致动多个飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置。
如图5所示,过程300还可包括在方框324处的确定阈值量的燃料已被从副油箱供给到空中运载工具的推进系统。在方框324处的确定阈值量的燃料已被供给之后,过程300可包括在方框326处的从多个候选位置中选择目标位置。
如图6所示,在方框324处的确定阈值量的燃料已被从副油箱供给到空中运载工具的推进系统可包括在方框328处的确定所有燃料已被从副油箱供给到空中运载工具的推进系统。
如图7所示,在方框326处的选择目标位置可包括在方框330处的基于选自下列至少一个因素选择目标位置:副油箱的高度、副油箱的下滑比、和从副油箱到目标位置的距离。
如图8所示,在方框310处的将燃料从副油箱供给到空中运载工具可包括在方框332处的将燃料从副油箱供给到下列中的至少一个:飞机、直升机、导弹、轻于空气的运载工具、和航天器。
图9描绘了根据另一个实例的过程900的流程图。如图9所示,过程900包括在方框910处的将副油箱耦接到空中运载工具。副油箱包括具有内部燃料储存器的主体。副油箱还包括从主体向外延伸的多个飞行控制面。多个飞行控制面是可致动的,以调整副油箱的飞行姿态。副油箱进一步包括飞行控制系统,该飞行控制系统包括处理器并且被配置以致动多个飞行控制面。
过程900还包括在方框912处的将燃料供给到副油箱的内部燃料储存器,和在方框914处的在飞行控制系统中储存与目标位置相关的数据。在方框916处,过程900包括利用供给到内部燃料储存器的燃料的至少一部分,使空中运载工具飞行到空投位置。空投位置小于目标位置的阈值距离。阈值距离与副油箱的最大飞行距离相关。
响应于在方框916处的使空中运载工具飞行到空投位置,过程900包括在方框918处的从空中运载工具抛弃副油箱。在方框918处的从空中运载工具抛弃副油箱之后,过程900包括在方框920处的致动多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置。在方框922处,过程900包括使副油箱着陆在目标位置。
图10-14描绘了根据进一步实例的过程900的其他方面。如图10所示,过程900进一步包括在方框924处的在目标位置回收副油箱,在方框926处的将副油箱从目标位置运输到再加燃料位置,和在方框928处的在再加燃料位置处给副油箱再加燃料。在方框926处的将副油箱运输到再加燃料位置之后,过程900包括在方框930处的将副油箱耦接到另一空中运载工具。
如图11所示,在方框916处的使空中运载工具飞行到空投位置可包括在方框932处的使空中运载工具从出发位置飞行到空投位置。另外,在方框922处的使副油箱着陆在目标位置可包括在方框934处的使副油箱着陆在出发位置。
如图12所示,在方框912处的将燃料供给到内部燃料储存器之后,过程900可包括在方框936处的通过空中运载工具从出发位置起飞。在方框936处的起飞之后,过程900可包括在方框938处的基于下列至少一种因素确定空投位置:副油箱的高度、副油箱的下滑比、从空投位置到目标位置的距离、和留在内部燃料储存器中的燃料量。
如图13所示,在方框914处的储存目标位置可包括在方框940处的通过副油箱的飞行控制系统确定目标位置。如图14所示,在方框914处的储存目标位置可包括在方框942处的接收指示目标位置的用户输入。
图3-14中所示的任何方框可表示程序代码的模块、区段或部分,其包括可通过处理器执行的用于实施过程中的具体逻辑功能或步骤的一个或多个指令。程序代码可被储存在任何类型的计算机可读介质或数据储存器(storage)上,例如,如包括盘(disc)或硬盘驱动器的储存装置。进一步,程序代码可被以机器可读格式编码在计算机可读储存介质或者其他非临时介质或制品上。计算机可读介质可包括非临时计算机可读介质或存储器,例如,如短期储存数据的计算机可读介质、如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。计算机可读介质还可包括非临时介质,如二级或持久长期储存器,如例如只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、压缩盘(compact-disc)只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质还可以是任何其他易失性或非易失性储存系统。例如,计算机可读介质可被认为是有形计算机可读储存介质。
进一步,本公开包括根据以下款项的实例:
款项1.用于空中运载工具的副油箱,包括:
主体,其具有被配置以储存燃料的内部燃料储存器;
出口,其耦接于内部燃料储存器,用于将燃料从内部燃料储存器供给到空中运载工具的推进系统;
多个飞行控制面,其从主体向外延伸,其中飞行控制面是可致动的,以调整副油箱的飞行姿态;和
飞行控制系统,其包括处理器,并且被配置以在副油箱被从空中运载工具抛弃时致动多个飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置。
款项2.款项1的副油箱,其中多个飞行控制面包括下列中的至少一个:升降舵、方向舵、副翼、襟翼、扰流板、前缘襟翼、前缘缝翼、和翼伞。
款项3.款项2的副油箱,其中主体包括下列中的至少一个:机翼、水平安定面、和垂直安定面。
款项4.款项1的的副油箱,进一步包括用于使副油箱着陆在目标位置的着陆系统,
其中着陆系统包括下列中的至少一个:轮子、滑橇、浮筒、旋翼、和降落伞。
款项5.款项1的副油箱,进一步包括与飞行控制系统通信的全球定位系统(GPS)装置,
其中GPS装置被配置以确定副油箱的一组GPS坐标,
其中飞行控制系统被配置以基于(i)副油箱的该组GPS坐标和(ii)目标位置的一组GPS坐标确定飞行控制数据,以及
其中飞行控制系统被配置以基于飞行控制数据致动多个飞行控制面。
款项6.款项1的副油箱,进一步包括推进系统,该推进系统被配置以利用在空中运载工具抛弃副油箱之后留在内部燃料储存器中的燃料剩余部分提供推力,以使副油箱飞行到目标位置,
其中飞行控制系统被配置以控制推进系统。
款项7.款项1的副油箱,其中飞行控制系统被配置以基于选自下列的至少一个因素确定从空中运载工具抛弃副油箱时的空投位置:副油箱的高度、副油箱的下滑比、和从空投位置到目标位置的距离。
款项8.款项7的副油箱,其中飞行控制系统进一步被配置以基于留在内部燃料储存器中的燃料量确定空投位置。
款项9.方法,包括:
将燃料从副油箱供给到空中运载工具的推进系统;
在供给燃料之后,确定副油箱已被从空中运载工具抛弃;
响应于确定副油箱已被抛弃,致动副油箱的多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置;以及
使副油箱着陆在目标位置。
款项10.款项9的方法,其中致动副油箱的多个飞行控制面以使副油箱飞行到目标位置包括:
利用导航传感器确定副油箱的位置;
基于确定的副油箱位置和目标位置确定飞行控制数据;以及
基于飞行控制数据致动多个飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置。
款项11.款项9的方法,进一步包括:
确定阈值量的燃料已被从副油箱供给到空中运载工具的推进系统;以及
在确定阈值量的燃料已被供给之后,从多个候选位置中选择目标位置。
款项12.款项11的方法,其中确定阈值量的燃料已被从副油箱供给到空中运载工具的推进系统包括确定所有燃料已被从副油箱供给到空中运载工具的推进系统。
款项13.款项11的方法,其中选择目标位置包括基于选自下列的至少一个因素选择目标位置:副油箱的高度、副油箱的下滑比、和从副油箱到目标位置的距离。
款项14.款项9的方法,其中将燃料从副油箱供给到空中运载工具包括将燃料从副油箱供给到下列中的至少一个:飞机、直升机、导弹、轻于空气的运载工具、和航天器。
款项15.方法,包括:
将副油箱耦接到空中运载工具,其中副油箱包括:
具有内部燃料储存器的主体,
从主体向外延伸的多个飞行控制面,其中多个飞行控制面是可致动的,以调整副
油箱的飞行姿态,和
飞行控制系统,其包括处理器并且被配置以致动多个飞行控制面;
将燃料供给到副油箱的内部燃料储存器;
在飞行控制系统中储存与目标位置相关的数据;
利用供给到内部燃料储存器的燃料的至少一部分,使空中运载工具飞行到空投位置,其中空投位置小于目标位置的阈值距离,其中阈值距离与副油箱的最大飞行距离相关;
响应于空中运载工具飞行到空投位置,将副油箱从空中运载工具抛弃;
在将副油箱从空中运载工具抛弃之后,致动多个飞行控制面,以使副油箱飞行到目标位置;以及
使副油箱着陆在目标位置。
款项16.款项15的方法,进一步包括:
在目标位置处回收副油箱;
将副油箱从目标位置运输到再加燃料位置;
在再加燃料位置处对副油箱再加燃料;以及
在将副油箱运输到再加燃料位置之后,将副油箱耦接到另一空中运载工具。
款项17.款项15的方法,其中使空中运载工具飞行到空投位置包括使空中运载工具从出发位置飞行到空投位置,以及
其中使副油箱着陆在目标位置包括使副油箱着陆在出发位置。
款项18.款项15的方法,进一步包括:
在将燃料供给到内部燃料储存器之后,通过空中运载工具从出发位置起飞;以及
在起飞之后,基于下列中的至少一个因素确定空投位置:副油箱的高度、副油箱的下滑比、从空投位置到目标位置的距离、和留在内部燃料储存器中的燃料量。
款项19.款项15的方法,其中储存目标位置包括通过副油箱的飞行控制系统确定目标位置。
款项20.款项15的方法,其中储存目标位置包括接收指示目标位置的用户输入。
在一些情况下,本文描述的装置和/或系统的构件可被配置以执行功能,使得该构件实际上被配置和构造(通过硬件和/或软件)以实现这种性能。实例配置因而包括一个或多个处理器,其执行指令以使系统执行功能。类似地,装置和/或系统的构件可被配置以被布置为或适应,能够,或适合于执行功能——如当以具体方式操作时。
出于示例和描述的目的,已展示了对不同有益布置的描述,这不意图是详尽的或受限于公开形式的实例。多种改动与变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。进一步,不同的有益实例与其他有益实例相比可描述不同的优点。所选一个或多个实例被选择和描述是为了说明实例的原理、实际应用,以及使本领域其他普通技术人员能够理解具有各种改动的各种实例的公开内容适于被考虑的具体用途。

Claims (15)

1.用于空中运载工具(110)的副油箱(100),包括:
主体(124),所述主体(124)具有被配置以储存燃料(240)的内部燃料储存器(138);
出口(244),所述出口(244)耦接于所述内部燃料储存器(138),用于将所述燃料(240)从所述内部燃料储存器(138)供给到所述空中运载工具(110)的推进系统(118);
从所述主体(124)向外延伸的多个飞行控制面(126),其中所述飞行控制面(126)是可致动的,以调整所述副油箱(100)的飞行姿态;和
飞行控制系统(256),所述飞行控制系统(256)包括处理器(258),并且被配置以在所述副油箱(100)被从所述空中运载工具(110)抛弃时致动所述多个飞行控制面(126),以使所述副油箱(100)飞行到目标位置。
2.权利要求1所述的副油箱(100),其中所述多个飞行控制面(126)包括下列中的至少一个:升降舵、方向舵、副翼、襟翼、扰流板、前缘襟翼、前缘缝翼、和翼伞;
其中所述主体(124)包括下列中的至少一个:机翼(132)、水平安定面(136)、和垂直安定面(134);和
其中所述副油箱(100)进一步包括着陆系统(128),用于使所述副油箱(100)着陆在所述目标位置,
其中所述着陆系统(128)包括下列中的至少一个:轮子、滑橇、浮筒、旋翼、和降落伞。
3.权利要求1或2所述的副油箱(100),进一步包括与所述飞行控制系统(256)通信的全球定位系统(GPS)装置(268),
其中所述GPS装置(268)被配置以确定所述副油箱(100)的一组GPS坐标,
其中飞行控制系统(256)被配置以基于(i)所述副油箱(100)的所述组GPS坐标和(ii)所述目标位置的一组GPS坐标确定飞行控制数据,以及
其中所述飞行控制系统(256)被配置以基于所述飞行控制数据致动所述多个飞行控制面(126)。
4.权利要求1或2所述的副油箱(100),进一步包括推进系统(139),所述推进系统(139)被配置以利用在所述空中运载工具(110)抛弃所述副油箱(100)之后留在所述内部燃料储存器(138)中的剩余部分的所述燃料(240)提供推力,以使所述副油箱(100)飞行到所述目标位置,
其中所述飞行控制系统(256)被配置以控制所述推进系统(118)。
5.权利要求1或2所述的副油箱(100),其中所述飞行控制系统(256)被配置以基于选自下列的至少一个因素确定从所述空中运载工具(110)抛弃所述副油箱(100)时的空投位置:所述副油箱(100)的高度、所述副油箱(100)的下滑比、和从所述空投位置到所述目标位置的距离。
6.权利要求5所述的副油箱(100),其中所述飞行控制系统(256)进一步被配置以基于留在所述内部燃料储存器(138)中的燃料(240)量确定所述空投位置。
7.方法,包括:
将燃料(240)从副油箱(100)供给到空中运载工具(110)的推进系统(118);
在供给所述燃料(240)之后,确定所述副油箱(100)已被从所述空中运载工具(110)抛弃;
响应于确定所述副油箱(100)已被抛弃,致动所述副油箱(100)的多个飞行控制面(126)以使所述副油箱(100)飞行到目标位置;以及
使所述副油箱(100)着陆在所述目标位置。
8.权利要求7所述的方法,其中致动所述副油箱(100)的所述多个飞行控制面(126)以使所述副油箱(100)飞行到所述目标位置包括:
利用导航传感器(268)确定所述副油箱(100)的位置;
基于确定的所述副油箱(100)的位置和所述目标位置确定飞行控制数据;以及
基于所述飞行控制数据,致动所述多个飞行控制面(126)以使所述副油箱(100)飞行到所述目标位置。
9.权利要求7或8所述的方法,进一步包括:
确定阈值量的所述燃料(240)已被从所述副油箱(100)供给到所述空中运载工具(110)的所述推进系统(118);以及
在确定所述阈值量的所述燃料(240)已被供给之后,从多个候选位置中选择所述目标位置。
10.权利要求9所述的方法,其中确定所述阈值量的所述燃料(240)已被从所述副油箱(100)供给到所述空中运载工具(110)的所述推进系统(118)包括确定所有所述燃料(240)已被从所述副油箱(100)供给到所述空中运载工具(110)的所述推进系统(118);以及
其中选择所述目标位置包括基于选自下列的至少一个因素选择所述目标位置:所述副油箱(100)的高度,所述副油箱(100)的下滑比,和从所述副油箱(100)到所述目标位置的距离。
11.方法,包括:
将副油箱(100)耦接到空中运载工具(110),其中所述副油箱(100)包括:
主体(124),所述主体(124)具有内部燃料储存器(138),
从所述主体(124)向外延伸的多个飞行控制面(126),其中所述多个飞行控制面(126)是可致动的,以调整所述副油箱(100)的飞行姿态,和
飞行控制系统(256),所述飞行控制系统(256)包括处理器(258)并且被配置以致动所述多个飞行控制面(126);
将燃料(240)供给到所述副油箱(100)的所述内部燃料储存器(138);
在所述飞行控制系统(256)中储存目标位置相关的数据;
利用供给到所述内部燃料储存器(138)的所述燃料(240)的至少一部分,使所述空中运载工具(110)飞行到空投位置,其中所述空投位置小于所述目标位置的阈值距离,其中所述阈值距离与所述副油箱(100)的最大飞行距离相关;
响应于所述空中运载工具(110)飞行到所述空投位置,将所述副油箱(100)从所述空中运载工具(110)抛弃;
在将所述副油箱(100)从所述空中运载工具(110)抛弃之后,致动所述多个飞行控制面(126),以使所述副油箱(100)飞行到所述目标位置;以及
使所述副油箱(100)着陆在所述目标位置。
12.权利要求11所述的方法,进一步包括:
在所述目标位置处回收所述副油箱(100);
将所述副油箱(100)从所述目标位置运输到再加燃料位置;
在所述再加燃料位置处对所述副油箱(100)再加燃料;以及
在将所述副油箱(100)运输到所述再加燃料位置之后,将所述副油箱(100)耦接到另一空中运载工具(110)。
13.权利要求11或12所述的方法,其中使所述空中运载工具(110)飞行到所述空投位置包括使所述空中运载工具(110)从出发位置飞行到所述空投位置,以及
其中使所述副油箱(100)着陆在所述目标位置包括使所述副油箱(100)着陆在所述出发位置。
14.权利要求11或12所述的方法,进一步包括:
在将所述燃料(240)供给到所述内部燃料储存器(138)之后,通过所述空中运载工具(110)从出发位置起飞;以及
在起飞之后,基于选自下列的至少一个因素确定所述空投位置:所述副油箱(100)的高度、所述副油箱(100)的下滑比、从所述空投位置到所述目标位置的距离、和留在所述内部燃料储存器(138)中的燃料(240)量。
15.权利要求11或12所述的方法,其中储存所述目标位置包括通过所述副油箱(100)的所述飞行控制系统(256)确定所述目标位置;以及
其中储存所述目标位置包括接收指示所述目标位置的用户输入。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111099028A (zh) * 2019-12-26 2020-05-05 燕山大学 一种模块化飞机应急减重安全油箱及其控制方法
CN113415432A (zh) * 2021-07-30 2021-09-21 天津爱思达新材料科技有限公司 飞机副油箱安定面结构

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11027842B1 (en) * 2018-06-13 2021-06-08 The United Statas of America. as represented by the Secretary of the Navy Apparatus and system for UAV release
US20240367811A1 (en) * 2023-05-04 2024-11-07 Raytheon Technologies Corporation Ejecting energy module from an aircraft
US11958625B1 (en) * 2023-06-22 2024-04-16 ZeroAvia, Inc. Aerodynamic hydrogen tanks

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5531400A (en) * 1993-01-20 1996-07-02 Demidov; German V. Airborne vehicle
US20020074454A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Henderson J. Kirston In-flight loadable and refuelable unmanned aircraft system for continuous flight
CN201494628U (zh) * 2009-09-16 2010-06-02 陈明军 自带机翼的飞机用副油箱
CN103224028A (zh) * 2012-01-28 2013-07-31 马世强 起飞助推器/副油箱组合体
US20140339371A1 (en) * 2012-03-30 2014-11-20 W. Morrison Consulting Group, Inc. Long Range Electric Aircraft and Method of Operating Same
DE102014219284A1 (de) * 2014-09-24 2016-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Unbemanntes Fluggerät
US20160107750A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Flight of the Century, Inc. Airborne drone delivery network and method of operating same

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2516150A (en) 1945-08-01 1950-07-25 Samiran David Continuous flow multiple tank fuel system
US2575534A (en) 1948-07-03 1951-11-20 Northrop Aircraft Inc Wing-tip fuel tank
US2951664A (en) * 1957-03-18 1960-09-06 Republic Aviat Corp Stores ejection means
US2867396A (en) 1957-06-04 1959-01-06 Quinton C Johnson Releasable aircraft tank mounting
JPS63318499A (ja) 1987-06-22 1988-12-27 三菱電機株式会社 航空機投下体
JPH05116689A (ja) 1991-10-25 1993-05-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 航空機の燃料タンク投棄装置
US7610841B2 (en) 2002-05-21 2009-11-03 Nir Padan System and method for enhancing the payload capacity, carriage efficiency, and adaptive flexibility of external stores mounted on an aerial vehicle
IL149988A (en) * 2002-06-03 2005-09-25 Nir Padan System and method for enhancing the fuel storage volume and fuel carriage capacity of external fuel stores carried by an aerial vehicle
US7051979B2 (en) 2004-01-29 2006-05-30 The Boeing Company Auxiliary fuel tank systems for aircraft and methods for their manufacture and use
US7147188B2 (en) 2004-08-26 2006-12-12 The Boeing Company Aircraft store ejector rack systems and methods
US20090205845A1 (en) * 2008-02-16 2009-08-20 Fire Termination Equipment, Incorporated System and method for extinguishing wildfires
JP5134469B2 (ja) * 2008-08-21 2013-01-30 三菱重工業株式会社 無人機システム及びその運用方法
US10331131B2 (en) * 2011-05-12 2019-06-25 Unmanned Innovations, Inc. Systems and methods for payload integration and control in a multi-mode unmanned vehicle
US9669904B2 (en) * 2011-05-12 2017-06-06 Unmanned Innovations, Inc. Systems and methods for multi-mode unmanned vehicle mission planning and control
WO2013066462A2 (en) 2011-08-30 2013-05-10 Marvin Engineering Company, Inc. Aircraft store ejector system
US9108730B2 (en) * 2011-10-11 2015-08-18 Victor A. Grossman Rapid store load system for aircraft and method of operation thereof
GB2502960B (en) * 2012-06-11 2018-09-05 Bae Systems Plc Aircraft apparatus
DE102012025026A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Astrium Gmbh Hilfsvorrichtung für hochfliegendes Flugzeug
FR3000029B1 (fr) * 2012-12-21 2015-03-06 Eads Europ Aeronautic Defence Dispositifs de ravitaillement en vol pour systeme de stockage electrique et aeronefs equipes d'un tel dispositif
US9139311B2 (en) * 2013-03-15 2015-09-22 Robert Salkeld Reusable global launcher
WO2017003512A1 (en) * 2015-06-25 2017-01-05 Ocean Aero, Inc. Submersible vessel having retractable wing and keel assemblies

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5531400A (en) * 1993-01-20 1996-07-02 Demidov; German V. Airborne vehicle
US20020074454A1 (en) * 2000-12-15 2002-06-20 Henderson J. Kirston In-flight loadable and refuelable unmanned aircraft system for continuous flight
CN201494628U (zh) * 2009-09-16 2010-06-02 陈明军 自带机翼的飞机用副油箱
CN103224028A (zh) * 2012-01-28 2013-07-31 马世强 起飞助推器/副油箱组合体
US20140339371A1 (en) * 2012-03-30 2014-11-20 W. Morrison Consulting Group, Inc. Long Range Electric Aircraft and Method of Operating Same
DE102014219284A1 (de) * 2014-09-24 2016-04-07 Siemens Aktiengesellschaft Unbemanntes Fluggerät
US20160107750A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Flight of the Century, Inc. Airborne drone delivery network and method of operating same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111099028A (zh) * 2019-12-26 2020-05-05 燕山大学 一种模块化飞机应急减重安全油箱及其控制方法
CN113415432A (zh) * 2021-07-30 2021-09-21 天津爱思达新材料科技有限公司 飞机副油箱安定面结构

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