專利名稱：流體裝載系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將流體加入一容器中的泵裝置。本發(fā)明尤其涉及管道裝置，它可以將諸如湖、河、水庫或海洋中的流體加到在空中的固定翼或旋翼飛行器中。
背景技術(shù)：
多年以來，設(shè)計了專用飛行器，用于裝載和運(yùn)送水至火場。直升飛機(jī)可裝備滅火系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠?qū)⒅T如湖或海洋中的水裝入飛機(jī)上的容器中，然后將水運(yùn)輸和分撒至火場。近來，全世界對直升飛機(jī)滅火服務(wù)的需求在不斷上升。在那些缺少淡水源但鹽水源充足的地區(qū)，目前經(jīng)常需要用直升飛機(jī)進(jìn)行滅火。因此，直升飛機(jī)必需能夠采用海水作為阻燃劑，但不能損害飛行器構(gòu)件或犧牲安全性。
傳統(tǒng)的被FAA(聯(lián)邦航空局)批準(zhǔn)的軟管或“連通管”(snorkel)裝置用于鹽水是不能令人滿意的，因為這些連通管要求直升飛機(jī)在一由于鹽集中在發(fā)動機(jī)中而導(dǎo)致功率迅速損失的高度盤旋。例如，美國專利3,897,829公開了一裝備有吸管的直升飛機(jī)，該吸管被設(shè)計成垂直懸在盤旋的直升飛機(jī)下面，以將水源中的水加到飛機(jī)上的容器中。這類吸水裝置的一個重要問題是，由旋翼產(chǎn)生的下沖氣流使得水源中的水飛濺到直升飛機(jī)的下側(cè)。當(dāng)水源含有鹽水時會有嚴(yán)重的問題，因為鹽可以使直升飛機(jī)的零件生銹和腐蝕。噴灑到發(fā)動機(jī)內(nèi)的鹽噴霧使發(fā)動機(jī)內(nèi)部損壞，并導(dǎo)致功率損失，最終可以使一個或兩個發(fā)動機(jī)全部失效。在海水中使用懸擺的軟管的另一問題是，如果海洋有波浪或湍流的話，軟管可能跳入和跳出海水。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種將鹽水源中的流體加到飛行器上同時又不會使流體進(jìn)入飛行器發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一將流體加到飛行器上的容器中的管道裝置，其中管道裝置保持其一部分穩(wěn)定地浸沒在流體源中，而飛行器以一對地速度在水源上方飛行，該速度足以使它停留在旋翼氣流產(chǎn)生的噴霧的前面。
本發(fā)明的另一個目的是提供一流體裝載系統(tǒng)，它可通用于裝載來自于不同來源例如形狀、深度和鹽度不同的海洋、湖、河和水庫的流體。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種用于飛行器的流體裝載和運(yùn)輸系統(tǒng)。一基本為剛性的管子構(gòu)件連接于飛行器，從而與機(jī)上的容器相連通。管子構(gòu)件可移動到朝下的方向，以當(dāng)飛行器在流體源上方飛行時進(jìn)入流體源，并在非使用階段縮回。
本發(fā)明的一個方面是涉及一具有末端的流體管道裝置，在該末端配備有一潛水裝置，較好的是反向水翼艇形式的，當(dāng)飛行器在水源上方運(yùn)動時，它基本上將管道裝置的末端保持在水源表面之下。
本發(fā)明的另一方面是提供一流體管道裝置，其中，一管子構(gòu)件有一沿管子構(gòu)件的至少一部分長度延伸的支柱。該支柱構(gòu)造成當(dāng)飛行器在流體源上方飛行時能使管子構(gòu)件的浸沒末端穩(wěn)定。
本發(fā)明的再一方面是有關(guān)一流體管道裝置，其中，一管子構(gòu)件連接于飛行器而與機(jī)上的容器相連通，從而當(dāng)飛行器在流體源上方移動而且管子構(gòu)件的末端被浸沒時，管子構(gòu)件保持在一基本朝后傾斜的方向。
本發(fā)明還提供一為運(yùn)動中的飛行器裝水的方法。通過一泵或飛行器在該源的上方運(yùn)動時飛行器的朝前速度產(chǎn)生的沖擊壓力將流體從一流體源經(jīng)一管子構(gòu)件被輸送到機(jī)上的容器。在一較佳實施例中，管子構(gòu)件相對飛行器的飛行方向指向后面。通過在管子構(gòu)件的端部附近提供一潛水裝置，該端部就浸沒在流體源表面的下面。
附圖簡要說明

圖1是裝備有容器和相應(yīng)的用于對容器加水的流體管道裝置的直升飛機(jī)的側(cè)視圖。
圖2是裝備有容器和流體管道裝置的直升飛機(jī)的側(cè)視圖，其中流體管道裝置包括圖1的系統(tǒng)中所示的管子構(gòu)件的上部。
圖3是裝備有容器和流體管道裝置的直升飛機(jī)的側(cè)視圖，其中流體管道裝置收縮在直升飛機(jī)下側(cè)的其不使用位置上。
圖4是圖1所示的管子構(gòu)件與系統(tǒng)的容器之間的連接部分的局部側(cè)視圖。
圖5是圖1系統(tǒng)中所示的管子構(gòu)件的中心部分的局部剖視圖。
圖6是圖1系統(tǒng)中的構(gòu)件的末端部分的局部側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明一較佳實施例的局部前視圖，它示出了從一直升飛機(jī)下側(cè)上的容器懸下的部分。
圖8是安裝在圖7所述的管道裝置末端上的潛水裝置的立體圖。
圖9是本發(fā)明另一實施例的局部側(cè)視圖，它示出了一不同的入口結(jié)構(gòu)。
圖10是圖9的管道裝置的剖視圖。
圖11是圖9所示的管道裝置的末端的局部前視圖。
發(fā)明的描述本發(fā)明提供一系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將流體加到飛行器上的一容器中，同時該飛行器可在流體源表面的上方移動。各個測試已論證了直升飛機(jī)可在一加料高度飛行，例如在水面上的約10英尺內(nèi)以約25節(jié)或更大的速度飛行，由此基本上能避免水吸入到發(fā)動機(jī)中。飛行中的加料系統(tǒng)可在諸如海洋的湍流或波動的鹽水源中穩(wěn)定而安全地運(yùn)行，而大量的鹽水不會飛濺到飛行器的下側(cè)。在本發(fā)明的一較佳應(yīng)用中，用一諸如水翼艇結(jié)構(gòu)的潛水裝置使管道浸沒的末端在加料的同時保持穩(wěn)定。
圖1-6示出了本發(fā)明第一實施例的細(xì)節(jié)。圖1示出了一直升飛機(jī)20，該直升飛機(jī)20在許多方面是一傳統(tǒng)直升飛機(jī)，不同之處是，它裝備有一本發(fā)明的流體裝載和包含系統(tǒng)。容器22連接于基本上直接在直升飛機(jī)的主旋翼23下面的中心部。圖7示出一類似容器的前視圖。基本是剛性的管子構(gòu)件24、也稱為管道結(jié)構(gòu)或連通管連接于容器22的前端。管子構(gòu)件24的末端浸沒在流體源30中。管子構(gòu)件24通過水平旋轉(zhuǎn)連接器32和一垂直旋轉(zhuǎn)接頭34連接于容器22，圖4進(jìn)一步示出了它們的細(xì)節(jié)，這將在下面討論。管子構(gòu)件24的上部和下部連接在中心部36。管子構(gòu)件24的末端具有一反向水翼艇結(jié)構(gòu)形式的潛水裝置或能夠有助于管子構(gòu)件保持在流體源中的其它潛水裝置40。一流線型支柱42形成在管子構(gòu)件24的前面，以當(dāng)直升飛機(jī)20向前飛行時減少阻力，還能至少部分地穩(wěn)定管子構(gòu)件24的橫向運(yùn)動。直升飛機(jī)20裝備有一高度計裝置46，以監(jiān)測直升飛機(jī)20在流體源30表面上方的相對高度。來自監(jiān)測裝置的信息用一適當(dāng)儀器向飛行員/副駕駛員報告。
如圖1所示，管子構(gòu)件24以一約40°的較佳角度θ指向后面。潛水裝置40構(gòu)造成使管子構(gòu)件24的末端以角度θ穩(wěn)定在流體中，而直升飛機(jī)20以約40節(jié)的速度朝前移動。由于以一足夠的速度、較好的是約25節(jié)或更高的速度朝前移動圖1所示的系統(tǒng)基本上避免了使水飛濺在直升飛機(jī)的下側(cè)，使得旋翼下沖氣流濺起的水主要出現(xiàn)在行駛中的直升飛機(jī)的后面。
圖2示出本發(fā)明的一不同的應(yīng)用。直升飛機(jī)20和容器22與圖1所示的和描述的相同。管子構(gòu)件24通過卸下底部而縮短，從而管子構(gòu)件24的上部直接將容器22連接于流體源50。流體源50可以是具有基本平靜的或平的表面的湖或水庫。當(dāng)流體源50相對而言是淡水(鹽含量忽略不計)時，圖2所示的應(yīng)用是合適的，從而在直升飛機(jī)20盤旋的同時可以完成流體的裝載。
圖3示出圖1的系統(tǒng)處在收縮位置。管子構(gòu)件24通過一機(jī)上的絞盤(未示出)被拉起和固定于容器22的下側(cè)。
圖4示出了管子構(gòu)件24與容器22之間的連接機(jī)構(gòu)的放大視圖。水平旋轉(zhuǎn)連接器32允許管子構(gòu)件24繞基本垂直于流體源表面并垂直于行駛方向的軸線旋轉(zhuǎn)。垂直旋轉(zhuǎn)接頭34允許管子構(gòu)件24繞垂直于圖的軸線AA旋轉(zhuǎn)。垂直旋轉(zhuǎn)接頭34允許管子構(gòu)件在圖1所示的使用位置與圖3所示的不使用位置之間運(yùn)動。垂直旋轉(zhuǎn)接頭34的外殼60是柔性的，以使接頭可運(yùn)動。
在圖5中，該圖是管子構(gòu)件24的中心部36的剖視圖，以示出了包含在管子構(gòu)件24內(nèi)的可選擇的泵裝置64。當(dāng)直升飛機(jī)與浸沒在水源中的管子構(gòu)件24朝前移動時，即使沒有泵裝置64的任何幫助，也可觀察到?jīng)_壓(ram)作用，該沖壓自然地通過管子構(gòu)件24將流體源中的水向上壓入容器22中。可用泵裝置64提高流體裝載的速度。
圖6示出了管子構(gòu)件24的末端。潛水裝置40構(gòu)造成當(dāng)直升飛機(jī)朝前移動時，將保持和穩(wěn)定在流體源中的管子構(gòu)件24的所需方向。水入口66設(shè)置在管子構(gòu)件24的前面上，以接收水并將水引導(dǎo)到管子構(gòu)件24中。設(shè)置用虛線示出的內(nèi)蝸殼，使在其中流動的流體平緩地改變方向進(jìn)入管子構(gòu)件，然后朝向容器22。
圖7示出了本發(fā)明的一較佳實施例。直升飛機(jī)100有一將諸如海洋的流體源中的水帶到火場的容器102。兩個不同的管道裝置連接于容器102的前端。剛性管道104連接于容器102前端的一側(cè)。管道104主要設(shè)計成在朝前運(yùn)動的同時能夠進(jìn)入鹽水或淡水源的流體。柔性軟管106連接于容器102前端的另一側(cè)，主要在直升飛機(jī)100盤旋時用于進(jìn)入淡水源的流體。剛性管道104基本上與結(jié)合圖1描述的管道相同，不同之處是，管道104的中部110內(nèi)沒有設(shè)置內(nèi)部泵裝置。當(dāng)管道104的末端浸沒在水中并以例如25節(jié)的速度朝前移動時，在沒有任何附加泵機(jī)構(gòu)的情況下，一顯著的沖壓作用將水壓向上，經(jīng)過管道104進(jìn)入容器102。試驗顯示，在沒有任何附加泵機(jī)構(gòu)的情況下，在以約35節(jié)的速度朝前移動時，管道104能夠以約28秒2000加侖的速度為容器102添加水。
圖7中的管道104的前視圖還示出了管道104下部112的窄的前輪廓。窄的前輪廓使浸沒在水中的管道104成流線型，并在裝水期間使阻力或水阻力最小。入口114將流體引入兩個沿管道104朝上延伸的內(nèi)管子中。潛水裝置116連接于處在一方向的管道104的末端，在對容器102加水時，該方向使管道104的浸沒部分保持在一所需的角度和深度。
有利的是，提供兩種類型的管道或連通管，從而具有最大的通用性。當(dāng)裝載鹽水源中的水時，同時避免鹽水吸入直升飛機(jī)發(fā)動機(jī)尤為主要時，剛性管道是最需要的。其它時間使用柔性管道可以是較理想的，例如，從淡水源或某一水源裝流體時，在裝載時該流體源沒有大到使直升飛機(jī)在上面飛行。
圖8示出了潛水裝置116的立體圖。潛水裝置116有一對基本是平面的肩部120，它們在管道104的相對兩側(cè)朝下并通常朝外延伸時成錐形。隨后肩部120連接于橫向翼部分122。三個加固凸緣124可設(shè)置在潛水裝置116的頂側(cè)，以將潛水裝置116連接于管道104。
圖9-11示出了本發(fā)明的另一實施例，在該實施例中，管道入口部分的外形有所改變。下管道部分140有一末尾入口部142。一潛水裝置144基本上如前所述連接于管道140。內(nèi)管子146a和146b具有開口，當(dāng)下管道部140被浸沒并朝前移動時，這些開口用于接收來臨的流體。圖10示出了下管道部140和內(nèi)管子146a和146b的橫截面。圖11示出了入口部142的前視圖，除了能看見潛水裝置144的前輪廓，還能看見管子146a和146b的開口。
盡管描述了本發(fā)明的較佳形式，但不能將在此描述和舉例說明的特定實施例認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍，因為還可進(jìn)行各種改變。申請人認(rèn)為本發(fā)明的主題包括在此所公開的各個部分、特征、功能和/或性能的所有新穎的和非顯著的組合以及子組合。公開實施例的單個特征、功能、部分或性能不是基本的。如下的權(quán)利要求書限定了被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的特征、功能、部分和/或性能的某些組合和子組合。其它的組合和子組合可以通過在這或有關(guān)申請中的新權(quán)利要求表達(dá)的或本權(quán)利要求書的修改得到保護(hù)。對于原權(quán)利要求書其范圍是較寬的、較窄的、相同或不同的這樣的權(quán)利要求也被認(rèn)為包括在本申請人發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種流體管道裝置，它包括一具有近端和末端的管子構(gòu)件，近端構(gòu)造成連接于飛行器而與機(jī)上的容器相連通，末端具有一潛水裝置，當(dāng)飛行器在流體源上方移動時，該潛水裝置基本上使管子構(gòu)件的末端保持在流體源表面的下面。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件基本是剛性的。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件具有一上部和一可卸下的下部。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件具有一前面和一形成在前面的支柱結(jié)構(gòu)，以當(dāng)飛行器在流體源上方移動時減少阻力。
5.一種流體管道裝置，它包括一具有近端和前面的管子構(gòu)件，近端構(gòu)造成連接于飛行器而與機(jī)上的容器相連通，前面具有一支柱結(jié)構(gòu)，該支柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造成當(dāng)飛行器在一流體源上方運(yùn)動時能使管子構(gòu)件的浸沒末端穩(wěn)定并減少阻力。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件有一在末端附近的潛水裝置，使管子構(gòu)件的末端基本上保持在流體源表面的下面。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件基本是剛性的。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件具有一上部和一可卸下的下部。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括一泵裝置，該泵裝置基本上容納在管子構(gòu)件的內(nèi)部，以提高流體管道裝置的泵送流量。
10.一泵系統(tǒng)，它包括一具有下側(cè)的飛行器，一在該飛行器上的含有流體的容器，以及一基本上是剛性的管子構(gòu)件，它連接于該飛行器而與容器相連通，其中管子構(gòu)件可向朝下方向移動以進(jìn)入在該飛行器下面的流體源中。
11.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，飛行器是一直升飛機(jī)。
12.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，飛行器是一飛機(jī)。
13.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)管子構(gòu)件處在朝下的方向時，管子構(gòu)件相對飛行器指向后面。
14.如權(quán)利要求13所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)管子構(gòu)件處在朝下的方向時，管子構(gòu)件與飛行器的下側(cè)形成一約40°的角度。
15.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，管子構(gòu)件有一末端和一在末端附近的潛水裝置，以當(dāng)飛行器在流體源上方運(yùn)動時將管子構(gòu)件的末端保持在流體源中。
16.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，管子構(gòu)件具有一前面和一形成在管子構(gòu)件前面上的支柱結(jié)構(gòu)，以當(dāng)飛行器在流體源上方運(yùn)動時減少阻力。
17.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，還包括一在飛行器上的高度計，以監(jiān)測飛行器在水源上方的高度。
18.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，還包括一基本上容納在管子構(gòu)件中的泵裝置，以提高泵系統(tǒng)的裝載能力。
19.如權(quán)利要求10所述的泵系統(tǒng)，其特征在于，還包括一連接于容器的柔性管子構(gòu)件，當(dāng)飛行器在一流體源上方盤旋時，能夠為該容器裝上淡水。
20.一流體管道裝置，它包括一基本是剛性的管子構(gòu)件，它具有一連接于飛行器而與飛行器上的容器相連通的近端，其中，管子構(gòu)件可移動到朝下的方向，以進(jìn)入在飛行器下面的流體源中。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件有一配備有潛水裝置的末端，當(dāng)飛行器在水源上方移動時，該潛水裝置使管子構(gòu)件的末端基本上保持在水源表面的下面。
22.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件具有一前面和一形成在該前面上的支柱結(jié)構(gòu)，以當(dāng)飛行器在流體源上方移動時減少阻力。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，飛行器是一直升飛機(jī)。
24.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，流體源含有鹽水。
25.一流體管道裝置，它包括一具有近端和末端的管子構(gòu)件，近端構(gòu)造成連接于飛行器而與飛行器上的容器相連通，使得當(dāng)飛行器在流體源上方移動而且管子構(gòu)件的末端被浸沒時，管子構(gòu)件保持在一基本上朝后的直線方向。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，當(dāng)管子構(gòu)件被用于為飛行器上的容器裝流體時，管子構(gòu)件與飛行器移動方向形成一銳角。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，當(dāng)管子構(gòu)件被用于為飛行器上的容器裝流體時，管子構(gòu)件與飛行器移動方向形成一約40°的角度。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，管子構(gòu)件的末端有一潛水裝置，該潛水裝置被構(gòu)造成當(dāng)飛行器在流體源上方移動時能使管子構(gòu)件相對飛行器基本上保持在朝后的直線方向。
29.一種將水裝到飛行器上的方法，該方法包括將流體從一流體源經(jīng)一管子構(gòu)件抽吸到飛行器上的容器，同時該飛行器在該流體源上方運(yùn)動。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，還包括使管子構(gòu)件相對飛行器飛行方向朝向后面的步驟。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，還包括通過在末端部附近設(shè)置一潛水裝置使管子構(gòu)件的末端部保持在流體源表面下面的步驟。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，還包括在管子構(gòu)件的中部設(shè)置一泵裝置，以提高通過管子構(gòu)件的泵送速率。
全文摘要
一將流體裝到一移動中的飛行器上的容器的泵系統(tǒng)，它包括一基本是剛性的管子構(gòu)件，該管子構(gòu)件有一設(shè)置在其末端的潛水裝置。還可在管子構(gòu)件的前面設(shè)置一支柱結(jié)構(gòu)。在使用中，管子構(gòu)件相對移動中的飛行器朝后，從而可基本上避免流體飛濺到該飛行器的下側(cè)。
文檔編號B64D1/22GK1522350SQ01808735
公開日2004年8月18日 申請日期2001年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者L·拉梅奇, A·B·麥克唐納, R·D·帕克, L 拉梅奇, 帕克, 麥克唐納 申請人:埃里克遜空中吊車股份有限公司