用於空中加油的漏鬥形接頭組件的製作方法
2023-06-10 12:32:56
專利名稱：用於空中加油的漏鬥形接頭組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及空中加油所用的漏鬥形接頭組件。
漏鬥形接頭用於穩定從一大致處於水平姿態的油罐飛機上拖出的加油軟管。一般為加油軟管拖出端處的加油接頭提供拖力，加油軟管要與後隨的需加油飛機的加油管連接以進行空中加油。此拖力可防止後隨飛機的加油管向前運動。然而，由拖力所產生的阻力不應當太大，以致加油管可能由於在飛行中與漏鬥形接頭撞擊而損壞。而且拖力越大，在空中加油完成之後卷繞加油軟管所需的動力就越大。
希望同一個空中加油設備既可對低速飛機加油，比方以約100節的速度航行的直升飛機，又可對一高速飛機進行加油，其時加油速度將由以約270節速度飛行的油罐飛機的航行速度來決定。而這是難以實現的，因為當該設備具有一漏鬥形降落傘時，降落傘上的拖力負荷與空氣速度平方成正比。
美國專利2,946,543揭示了包括一漏鬥形降落傘的用於空中加油的漏鬥形接頭組件，該降落傘包括一由片材製成的、具有兩條圓周邊的環形帶，以及在飛行中拖引漏鬥形降落傘的裝置；這樣，當該降落傘伸展時，其一條邊在另一條之前圍成一個區域，當漏鬥形降落傘完全伸展時，該區域大於由另一條邊所圍成的區域，從而該設備對所拖過的空氣形成一定的有效區域，拖引裝置基本上均勻地圍繞前邊與之連接，並且在漏鬥形降落傘的徑向平面上有一假想線，該假想線經過兩條邊而與飛行方向成一定的弦角。多根桁條在圓周方向間隔地連接到兩條邊上，環狀排列的螺旋彈簧和對應桁條起作用，其方向和在飛行中施加於漏鬥形降落傘上的空氣壓力相反，以增大漏鬥形降落傘的弦角，這樣在飛行中漏鬥形降落傘的有效面積可自動地在某一預定最小值以上變化，該最小值取決於另一條邊或拖曳邊的尺寸，因而當空氣速度增加時傘的面積可減小，反之亦然。此結構複雜而需要許多部件，並且會由於部件被需加油的後隨飛機的油管撞擊破壞而受損。這會引起發動機損壞，因為這些破壞的部件會從漏鬥形組件上掉出而被吸入發動機的空氣進口。而且，構成美國專利2,946,543主題的漏鬥形組件是為較高速飛行設計的，並且它所施加的牽引力相當低，對於上述的空氣速度範圍來說牽引力太低了。
本發明的一個目的是使在採用同一個空中加油設備進行空中加油時，由漏鬥形降落傘所產生的牽引力負荷範圍最小，並且避免採用具有許多部件的複雜設備(這些部件可能由於需加油的後隨飛機的油管撞擊而發生破裂)。
根據本發明，提供了一種包括一漏鬥形降落傘的用於空中加油的漏鬥形組件，該降落傘包括一具有兩條圓周邊的、由片材製成的環形帶，以及在飛行中拖引漏鬥形降落傘的裝置，該降落傘包括一具有兩條圓周邊的、由片材製成的環形帶，以及在飛行中拖引鬥形降落傘的裝置；這樣，該降落傘伸展時，其一條邊在另一條之前圍成一個區域，當漏鬥形降落傘完全伸展後，該區域大於由另一條邊所圍成的區域，從而該設備對所拖過的空氣形成一定的有效區域，拖引裝置基本上均勻地圍繞前邊與之連接；以及在漏鬥形降落傘的徑向平面上有一假想線，該假想線經過兩條邊而與飛行方向成一定的弦角；還具有彈性偏置裝置，它們施力於基本均勻圍繞前邊的部件上，其方向與飛行中作用於降落傘上的空氣壓力相反，從而增大降落傘的弦角，這樣飛行時漏鬥形降落傘的有效面積可在某一預定最小值以上自動變化，該最小值取決於另一條邊或拖曳邊的尺寸，因而當空氣速度增加時傘的面積減小，反之亦然，其中彈性偏置裝置都組合在漏鬥形降落傘中。
組合在漏鬥形降落傘中的彈性偏置裝置最好是由彈簧裝置構成。
拖引裝置的較佳形式為一環狀排列的支撐臂，各臂在一端樞轉地安裝到對應的樞轉架上，樞轉架布置成一個環，支撐臂可從樞軸上在一個基本上平行於一軸線的方向上延伸，支撐臂排列與該軸線同心，各支撐臂安裝成可以相對於所述軸線在徑向的方向上樞轉，其中各支撐臂固定在漏鬥形降落傘的前邊上，其結構成為支撐臂與其上的漏鬥形降落傘可在圓柱形區域中摺疊，該圓柱形空間的直徑近似於樞轉架環的直徑，從而當漏鬥形組件在空中被拖引時，降落傘被展開，其支撐臂從拖引樞轉架環的軸線向外擴張開。
一般地，彈性偏置裝置為一環狀排列的片彈簧，其中各片簧一端固定到在片材環形帶的前邊區域中支撐臂的相應端上，並且相對於環形帶徑向伸出。最好各片簧在其自然放鬆狀態下是彎曲的以對固定該片簧的相應支撐臂呈現一拱形表面，而該彎曲片簧的另一端則和相應支撐臂留有空間。這可在漏鬥形降落傘中形成一凸度，而這可增加拖引力。
各片簧可伸入一相應的口袋中，該口袋由連接在片材環形帶上的一相應鑲片構成，口袋具有一開口，各片簧可從中伸過。
一個支撐臂可以有一個片簧。也可以將片簧安裝到相間支撐臂上，這樣，各支撐臂可攜帶這樣的片簧，即一個位於另一個之上。
以下參見附圖對本發明所實施的一種漏鬥形接頭和其變型舉例進行描述，其中
圖1是漏鬥形接頭組件的總體立體圖，其中其夾持環是從其上拆下來分開表示的；圖2是圖1所示漏鬥形接頭組件的立體放大圖，夾持環已固定並且拆除漏鬥形降落傘以顯示其擋住的細節；圖3是圖1和2所示漏鬥形組件的一個支撐臂的側視圖；圖4是圖1和2所示漏鬥形組件的另一個支撐臂的側視圖；圖5是圖1所示漏鬥形降落傘的側視圖；圖6是與圖3類似的視圖，但是從另一個方向看到的，示出了一種支撐臂的變化形式並裝有另一種形式的片簧；以及圖7和8都是與圖6類似的視圖，示出了圖6所示支撐臂的變化形式。
圖1示出了一漏鬥形組件10，該組件包括一環狀排列的支撐臂。
圖2示出了一環狀排列的支撐臂，其中支撐臂11和支撐臂12交替排列，這樣各支撐臂11位於一對支撐臂12之間。支撐臂11和12大致類似，其不同點示出在圖3和4的右側。
各支撐臂11和12包括一大致三角形的金屬框架13，該金屬框架具有一短邊和兩條長邊15、16。長邊15略長於另一條長邊16，它的位置比長邊16更徑向向內，並被固定到金屬槽形截面部件17的凹槽之中。位於凹槽中的金屬框架13的側邊和該凹槽的底部之間有一間隙。金屬框架13被鉚接到槽形截面部件17上。
各支撐臂11和12都樞轉地安裝在其頂點18區域中，該頂點由兩條長邊15和16形成以便在徑向擺動。各支撐臂11、12都樞轉地安裝在一軸銷19上，該軸銷19穿過頂點18區域中的金屬框架13上的孔21。軸銷19頭尾相接形成一環，如圖1所示，並夾在內、外夾持環24、25之間。內夾持環24一端外周表面造成城堡形的，這樣它形成一環狀排列的支座26。軸銷19都由外夾持環25夾持在支座26上，該外夾持環25配合在內夾持環24的其餘部分上，該內夾持環24伸過軸銷19環。從支撐臂11、12向外成錐形的外夾持環25在其較大直徑端具有一環狀排列的槽27，各槽27與支撐臂11和12中相應的一個相對齊。槽27還與支座26和各槽27之間空間對齊，這個與其對齊的空間可供所對齊的支撐臂11和12作擺動。環24、25由螺栓緊固在一起將軸銷19夾在其中。其夾持方式可使各支撐臂11和12相互獨立地轉動。
如屬於本申請人於1998年3月4日申請的待批國際專利申請PCT/GB98/00560(其優先權基礎是1997年3月4日提交的英國專利申請9704472.1)所述，各並列的支撐臂對11、和12藉由網28連接在一起，該網28在該支撐臂11、12的槽形截面部件17上以一定間隔連接到各支撐臂11、12上。網28的形成和其連接到互相連接的相應並列的支撐臂對11、12上的連接方式詳細地描述在本申請人的待批國際申請PCT/GB98/00650中，故在此不重複。
圖1示出了帶有一漏鬥形降落傘29的支撐臂11和12，該降落傘圍繞支撐臂的短邊在圓周方向延伸。漏鬥形降落傘29具有一由織物製成的圓周方向連續帶，沿其軸向隔開的各條周邊上用一相應的編織繩索箍31、32加強。
圖2、3和4示出了各支撐臂11與各支撐臂12在其短邊結構上不同，以及在該短邊區域安裝的附件也不同。
圖3示出了各支撐臂11的短邊33在其與最長邊15的連接處呈擴大狀以形成一突出部34，該突出部距頂點18伸出更遠。一塊體35在短邊33與另一條邊、即長邊16的接點處固定到支撐臂11上。塊體35基本上是T形的。它具有一槽，基本上對稱地處於芯部的中心位置，並在其底部開口。短邊33和另一條長邊16之間的接點位於該槽中。
圖3示出了一對片簧42，它們相互面對面地由一定位螺釘44旋合到塊體上的夾板43而夾到T形塊體35的端部，從而構成T形塊的臂。這對片簧42的遠端緊靠突出部34。後者的尺寸是這樣的，即它將片簧42從其平坦的自然釋放狀態折彎，這樣片簧42可對該突出部34施加一預加負荷。
一個P形夾45由一定位螺釘45A固定到塊體35上，並且位於遠離突出部34的該塊體35的側面上，這樣呈部分封閉環狀的端部與其位置分開的片簧42相互對齊。
一金屬簧片的夾持件46固定在靠近突出部34的短邊33的側面上。其遠離塊體35的端部制有一橫向凸緣，該橫向凸緣伸入短邊33和支撐臂11的長邊15之間的缺口中。此凸緣可關閉通道47的相鄰端，該通道47是由槽形截面件17的底部和框架13邊緣之間的空間形成，用以將網28連接到支撐臂11上的一個銷子保持在其中(未示)，如本申請人的待批國際專利申請PCT/GB9800560中所述。如果取出銷子。可將夾持件46偏轉，這樣凸緣從缺口中移出，因而暴露通道47的端部，從而將銷子退出。
圖4示出了各支撐臂12具有一類似的夾持件46，但在短邊48和最長邊15的接合點區域中沒有其它附件。一塑料製成的鉤件49固定到其短邊48與另一條長邊16接合點處的框架13上。鉤件49的凹鉤部位面對短邊48的另一端。
圖5示出了漏鬥形降落傘29的織物沿其較大周邊處圓周方向間隔地被切除以露出相應的編織繩索箍31，該箍可繞周邊連續延伸。箍31交替容納在支撐臂11的P形夾45和支撐臂12的鉤件49的凹部中，從而漏鬥形降落傘29沿其較大周邊錨固到支撐臂排11和12上。漏鬥形降落傘29具有呈圓周排列的口袋51，它們是通過將相應的織物製成的鑲睛在圓周方向間隔地縫紉到其圓周方向連續的織物帶上，其中的間隔與支撐臂11的間隔相同。各口袋51在其靠近較大周邊處是開口的，並且可容納相應的各對片簧42，它從相應塊體35上的其錨固處伸入袋中。
容納在P形夾45和鉤件49的凹部中的相應箍31的露出部分在組裝過程中被穿入那些凹部。在各鉤件49的凹鉤部開口處有足夠間隙以便箍31在組裝過程中穿過。各箍31由一墊片53的放大端52夾持在鉤件49的相應凹鉤部中，該放大端被裝入凹鉤部中處在箍31和凹鉤部開口之間，並因太大而不能穿過凹鉤部的開口。墊片53的放大端52是從其一側插入凹鉤部中並且在其中是滑動配合的。墊片53的剩餘部分可從放大端52伸過凹鉤部的開口並且繞它所連接的相應鉤件49的外表面延伸。包括其放大端52的墊片53與相應鉤件49成一體，該整體是由塑料模製而成的。
當漏鬥形接頭組件10由一飛行的飛機拖引時，由於漏鬥形降落傘的防墜作用，漏鬥形組件展開，連同支撐臂11和12從軸線向外散開，拖動軸銷19的環，一旦作用在降落傘上的空氣壓力負荷超過片簧對42的預加負荷，漏鬥形降落傘29的圓周方向連續的織物作用在片簧42上，將它們彎離由相應的圓環排列的突出部34所形成的支座。結果是，由漏鬥形降落傘29提供給滑移氣流的有效面積減小，而使空氣溢過漏鬥形降落傘29的徑向內周邊。片簧42繼續彎折直至建立一平衡狀態。圓周方向連續繞漏鬥形降落傘29徑向內周邊延伸的繩索箍32可限制漏鬥形降落傘29彎離突出部34。漏鬥形降落傘29的這種變位可減少作用在漏鬥形組件10上的拖力負荷。因此，拖力負荷隨漏鬥形接頭組件10被拖引的速度而成反比地改變。
如果必要，支撐臂排列的所有支撐臂可具有相應的片簧42，各片簧坐落在形成於漏鬥形降落傘29中的相應口袋中。在這樣一個變化形式中，各支撐臂僅需要一個片簧42，該支撐臂可以是一個與圖3所示不同的支撐臂。然而，如果採用這種結構將會產生一個重量負擔。
本申請人認識到，對自然平坦的片簧42預加負荷會限制漏鬥形降落傘29織物在空中膨脹的程度，這樣拖力將小於如果織物未受到其中片簧42的作用所加限制情況下的拖力。圖6示出了另一種形式的支撐臂，該支撐臂較適用於代替參照圖3所述的支撐臂11，因為它可給漏鬥形降落傘提供一個凸度，以用於當作用在漏鬥形降落傘上的空氣壓力不足以克服彈簧負荷時的低速環境。這一凸度可增加拖力。
如圖6所示的支撐臂標示為11A，其與上述支撐臂11的相應部分類似的部分在圖6中以相同的標號示出，只是加了後綴A。以下只對主要差別進行描述。和支撐臂11A一起使用的支撐臂12A(未示)幾何形狀與圖6所示的支撐臂11A類似，其不同的方式將與參照圖4所述的方式基本相同。
支撐臂11A是為這樣一個漏鬥形降落傘設計的，在其圓周向兩個連續邊緣間的寬度大於由支撐臂11、12所攜帶的漏鬥形降落傘29。這就是三角形框架13和13A之間存在幾何形狀差別的原因，支撐臂11A是為速度範圍比圖1-5所述漏鬥形接頭組件10用於低速情況下更寬的要求所設計的部件。
支撐臂11A沒有一突出部34，其塊體35A也不裝P形夾45。片簧42A在其自然釋放狀態下彎曲，而不是如上述支撐臂11的片簧42所述是平坦的。彎曲的片簧42A對短邊33A呈現一拱形面，並且其遠離塊體35A的另一端部是未受支撐的。夾有片簧42A的塊體35A的端面制在一U形凹槽54，該凹槽與片簧42A端邊並列，但未被片簧42A覆蓋。凹槽54可容納箍31並且由夾板43A蓋住，從而箍31保持在凹槽54中。
應該注意到，當作用在漏鬥形降落傘29上的空氣壓力超過片簧42A的負荷時，如圖6中點劃線所示，片簧42A將伸直成一基本上平展狀態。
圖7示出了一與變型漏鬥形降落傘29A配合使用的變化形式的支撐臂11。該漏鬥形降落傘的變化形式包括在較大直徑端設置一向外散開的環形邊緣輔助部分，從而構成漏鬥形降落傘的圓周方向連續的織物帶伸到較大直徑箍31之外，因而也伸出各支撐臂11A、12A的長邊16A。圖7所示的支撐臂11A的變化形式包括設置一撐杆55，該撐杆55的一端56固定在片簧42A兩端中部的拱形面上，而其另一端57固定到變型漏鬥形降落傘29A外加的環形邊緣輔助部分58的較大直徑的周邊上。
當片簧42A伸直時，這種變化形式使變型漏鬥形降落傘29A的邊緣輔助部分的較大直徑周邊向支撐臂11A和12A的長邊16A偏轉。這是由於撐杆55的作用。因此，撐杆55所起的作用是改變漏鬥形降落傘29A的凸度和漏鬥形降落傘29A的前邊上的衝擊角度，也即前邊部分和空氣流形成的角度。這種對凸度和衝擊角度的改變通過使漏鬥形降落傘的前邊部與空氣流對齊以及進一步減小漏鬥形降落傘的有效面積而進一步減小拖力。
撐杆55可由一桿61代替，如先前參照圖7所述的其一端固定到片簧42A上，另一端固定到漏鬥形降落傘的前邊上，但不同的是可樞轉地安裝在塊體35A上，如圖8的標號62所示。
權利要求
1.一種用於空中加油的漏鬥形接頭組件(10)，包括一具有兩條圓周方向連續邊(31、32)的、由片材製成的環形帶的漏鬥形降落傘(29)，以及用於在飛行中拖引漏鬥形降落傘(29)的裝置(11和12、11A和12A)，這樣當漏鬥形降落傘(29)完全伸展時其一條邊(31)在另一條邊(32)前面並且圍成一面積大於由另一條邊(32)圍成的面積，從而該設備對於它正在拖過的空氣具有一定的有效面積，所述拖引裝置(11和12、11A和12A)基本上均勻地繞著前邊(31)連接到其上，處於漏鬥形降落傘(29)徑向平面上並且穿過兩條邊(31和32)的一假想線與飛行方向形成一定的弦角，其中還設有彈性偏置裝置(42、42A)，它們對基本上均勻地繞在其上的材料發生作用，其方向與飛行時加載於其上的空氣壓力相反，藉以增大所述弦角，這樣飛行時漏鬥形降落傘(29)的有效面積自動地在某一預定最小值以上變化，該最小值取決於另一邊或拖到邊(32)的尺寸，這樣當空氣速度增加時它減小，反之亦然，其特徵在於，所述彈性偏置裝置(42、42A)結合在漏鬥形降落傘(29)之中。
2.如權利要求1所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，結合在所述漏鬥形降落傘中的所述彈性偏置裝置為彈簧裝置(42、42A)。
3.如權利要求1或2所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，所述拖引裝置包括一環狀排列的支撐臂(11和12、11A和12A)，各支撐臂的一端(18、18A)樞轉地安裝有一相應的樞轉架(19)，所述樞轉架(19)布置成一個圓環，從此環上支撐臂(11和12、11A和12A)沿著一基本上平行於與支撐臂排同心的軸線向一個方向延伸，各支撐臂(11、12、11A、12A)安裝成可在相對於所述軸線為徑向的方向上樞轉，其中各支撐臂(11、12、11A、12A)裝在漏鬥形降落傘(29)的前邊(31)上，該結構為支撐臂(11和12，11A和12A)與其上的漏鬥形降落傘(29)可在一圓柱形區域中摺疊，所述圓柱形區域的直徑近似於樞轉架(19)環的直徑，而當漏鬥形接頭組件(10)在飛行中被拖引時，它就以降落傘的方式擴展，連同支撐臂(11和12、11A和12A)從拖引樞轉架(19)環的軸線向外散開。
4.如權利要求3所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，所述彈性偏置裝置包括一環狀排列的片簧(42、42A)，其中的各片簧(42、42A)一端固定到由片材製成的環形帶的前邊(31)區域中相應的一個支撐臂(11，11A)上，並且相對於該環形帶沿徑向向內突伸。
5.如權利要求4所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，各片簧(42、42A)在其自然鬆弛狀態下呈彎曲狀，並對它所固定的相應支撐臂(11、11A)提供一拱形表面，彎曲片簧(42、42A)的另一端與相應支撐臂(11、11A)留的空隙。
6.如權利要求4或5所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，各片簧(42、42A)伸進由連結到片材製成的環形帶上的相應鑲片所形成的相應口袋(51)中，所述口袋(51)具有一開口，各片簧(42、42A)可從中伸過。
7.如權利要求4至6中任一項所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，各支撐臂(11、11A)有一片簧(42、42A)。
8.如權利要求4至6中任一項所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，所述片簧(42、42A)被裝到交替的支撐臂(11、11A)上。
9.如權利要求8所述的漏鬥形接頭組件(10)，其特徵在於，各支撐臂(11)具有兩個片簧(42)，一個位於另一個之上。
全文摘要
一種用於空中加油的漏鬥形接頭組件(10),包括圓周排列的三角形支撐臂,這些支撐臂帶有一漏鬥形降落傘(29),它以圓周方向繞在支撐臂的短邊上延伸。各支撐臂是樞轉地安裝在其頂點處的一軸銷(19)上以在徑向轉動。支撐臂至少每隔一個帶有片簧,這些片簧可伸入形成於漏鬥形降落傘(29)上的口袋(51)中。片簧以與降落傘飛行中作用於其上的空氣壓力相反的方向對漏鬥形降落傘(29)發生作用,這樣它趨予增加漏鬥形降落傘(29)與前邊的弦角。因此,飛行中漏鬥形降落傘的有效面積在某一預定最小值以上自動變化,該最小值取決於拖引邊的尺寸,所以當空氣速度增加時它可減小,反之亦然。
文檔編號B64D39/00GK1261314SQ9880641
公開日2000年7月26日 申請日期1998年5月27日 優先權日1997年5月27日
發明者C·毛斯克斯, B·J·愛德蒙森 申請人:飛行添加燃料有限公司