(57)【要約】【課題】電気式給油システム、およびそれを無人航空機、または計量された量の燃料を必要とする他の任意のビークルに適用するための方法を提供する。【解決手段】計量された量の燃料を必要とするビークルのための電気式給油システム１０は、複数のスイッチ、蓄電池、制御回路器カードアセンブリ、および複数の発光ダイオードを備えるコントロールボックス１４と、コントロールボックスとビークルとに連結された流量計２４と、流量計と、コントロールボックスと、燃料キャニスタとに連結されたポンプ２８と、これらを収納するハウジング３０と、を備える。制御器回路カードアセンブリ２０は制御ロジックを有し、それによって燃料液位設定、ビークルの燃料排出、ビークルの給油、および発光ダイオードの輝度変更の機能を管理し、複数のスイッチ、流量計、蓄電池、およびポンプからの入力を受信し、複数の発光ダイオードおよびポンプへ出力を発信する。【選択図】図１
2010116141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式給油システムを使用してダクテッドファン無人航空機に給油するための方法であって、
前記航空機と大地との間の静電気を均等にするステップと、
前記電気式給油システムから燃料キャニスタへの第１の燃料ラインを取り付けるステップであって、前記電気式給油システムは、（ａ）複数のスイッチ、蓄電池、制御器回路カードアセンブリ、および複数の発光ダイオードを備えるコントロールボックス、（ｂ）前記コントロールボックスおよび無人航空機に連結された流量計、（ｃ）前記流量計、前記コントロールボックス、および前記燃料キャニスタに連結されたポンプ、ならびに（ｄ）前記コントロールボックス、流量計、およびポンプを収納するハウジングを含み、前記複数のスイッチは、燃料設定スイッチ、燃料排出スイッチ、給油スイッチ、および昼間／夜間トグルスイッチを含む、ステップと、
前記電気式給油システムから前記無人航空機への第２の燃料ラインを取り付けるステップと、
前記電気式給油システムに電源を投入するステップと、
必要な場合、燃料設定スイッチを用いて燃料液位を設定するステップと、
前記無人航空機から燃料を排出するステップと、
前記無人航空機に給油するステップと、
前記複数の発光ダイオードのうちの１つによって表示された停止条件に応じて、前記無人航空機および前記燃料キャニスタから前記電気式給油システムへの連結を外すステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記燃料液位を設定するステップは、
前記所望する燃料液位設定値が１００％、８０％、６０％、４０％、または２０％のどれであるか決定するステップと、
この決定に応じて、既定の燃料液位設定値１００％で開始し、前記所望の燃料液位設定値が１００％未満の場合は、前記燃料設定スイッチを押下して、前記既定の燃料液位設定値を、前記所望の燃料液位設定値に達するまで２０％インクリメントで減少させ、前記燃料液位設定値が２０％のときに前記燃料設定スイッチをもう一度押下すると前記燃料液位設定値が１００％に戻るステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無人航空機の燃料排出ステップおよび給油ステップは、
前記給油スイッチを押下するステップと、
前記燃料排出および給油の発光ダイオードを点灯に設定するステップと、
前記燃料ポンプを逆流モードに設定するステップと、
前記無人航空機から前記燃料キャニスタ内へ燃料をポンプ移送するステップと、
燃料流量および時間を前記流量計で監視し、前記燃料流量が低または零であるか確認するステップと、
前記燃料流量が低または零の場合は、低燃料排出カウンタが４５秒以上であるか決定するために、前記低燃料排出カウンタをインクリメントするステップと、
前記低燃料排出カウンタが４５秒未満である場合は、燃料流量および時間を前記流量計で監視する前記ステップに戻って前記燃料流量が低または零であるか確認するステップと、
前記低燃料排出カウンタが４５秒以上である場合は、前記燃料排出発光ダイオードを消灯に設定し、前記燃料ポンプを順流モードに設定するステップに進むステップと、
前記燃料流量が低または零でない場合は、前記カウンタをリセットし、全時間が４分より大きいか決定するステップと、
前記全時間が４分を超す場合は、緊急停止を起動するステップと、
前記燃料排出までの全時間が４分以下の場合は、全時間をインクリメントして、前記燃料流量が低または零であるか確認するために、燃料流量および時間を前記流量計で監視する前記ステップへ戻るステップと、
前記燃料ポンプを順流モードに設定するステップと、
燃料を前記燃料キャニスタから前記無人航空機へポンプ移送するステップと、
前記分配された燃料液位が前記燃料液位設定値にあるか確認するために、燃料流量および分配された燃料液位を前記流量計で監視するステップと、
前記分配された燃料液位が前記燃料液位設定値以上の場合は、前記給油発光ダイオードを消灯に設定するステップと、
前記分配された燃料液位が前記燃料液位設定値未満の場合は、前記燃料流量が所定の低／無燃料流量以上であるか決定するステップと、
前記燃料流量が前記所定の低／無燃料流量以上である場合は、前記分配された燃料液位が前記燃料液位設定値にあるか確認するために、燃料流量および分配された燃料液位を前記流量計で監視する前記ステップへ戻るステップと、
前記燃料流量が前記所定の低／無燃料流量未満である場合は、緊急停止を起動するステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（政府の権利）
米国海軍との政府契約番号Ｎ４１７５６−０６−Ｃ−５６１７によって規定されるように、米国政府は本発明において一定の権利を有し得る。
【背景技術】
【０００２】
ダクテッドファン垂直離着陸無人航空機（ＵＡＶ）は、米軍によって主に偵察および査察のために使用される航空機である。ＵＡＶは通常ガソリンを動力源としており、機中に燃料を貯蔵するブラダ状の燃料タンクを採用している。ブラダは飛行中に収縮して、燃料がガソリンエンジンによって吸い込まれるときに、航空機のローリング、ピッチング、またはヨーイングに関係なく、エンジンにガソリンが一定の流量で流れることを確保する。ブラダは、空気体積を最小とし、燃料体積を最大にするために、燃料補給の前にすべての空気および残存燃料が排出されることが必要である。ＵＡＶシステムは、ＵＡＶのブラダから燃料を排出し、および補給するために、シリンジ状の装置を含む手動工程を採用している。しかし、手動給油工程は作業員に依存するところが大であり、誤りを起こしやすい。手動給油方法は、例えばＵＡＶに効率的に適正に給油するために、極めて長い時間と、複数の繰り返しステップと、作業員の配慮とを必要とする。
【０００３】
給油工程では最初に、可撓性のブラダを空にしてすべての空気と残存燃料を除去する。手動シリンジを使用してブラダを空にするには次の操作が必要である。（１）燃料キャニスタにつながるシリンジのクリップを閉じ、航空機につながるクリップを開くステップ、（２）残存燃料および空気をシリンジに抜き出すステップ、（３）航空機につながるクリップを閉じ、燃料キャニスタにつながるシリンジのクリップを再び開くステップ、（４）余剰燃料および空気を燃料キャニスタに押し込むステップ、（５）すべての燃料および空気が航空機から抜き出されるまで、ステップ１〜４を繰り返す。次にブラダは計量された量の燃料で再充填される。これは次の操作によって遂行される。（１）シリンジを使用して、計量された量の燃料を燃料キャニスタから吸い出すステップ、（２）航空機内に燃料を注入する前に、シリンジ内の余剰空気を燃料キャニスタ内に戻入するステップ、（３）燃料キャニスタにつながるクリップを閉じ、航空機につながるクリップを開くステップ、（４）燃料をシリンジから航空機内に注入するステップ、（５）１〜４のステップをさらに４回繰り返すステップ、および（６）シリンジから航空機に至る燃料ラインを取り外すステップ。空気／残存燃料の除去、および給油工程で配送される燃料の量は両方とも極めて重要である。どちらかの作業が適切に遂行されないと、運航中にＵＡＶを失う結果に至る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気式給油システム、およびそれを無人航空機、または計量された量の燃料を必要とする他の任意のビークルに適用するための方法の概要を本明細書で示す。本発明は、燃料排出、および燃料補給する時間を低減し、作業員が誤る可能性を大幅に低減するために有効である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様において、本発明は図１に示すように、計量された量の燃料を必要とするビークルのための電気式給油システムであって、（ａ）複数のスイッチ、蓄電池、制御器回路カードアセンブリ、および複数の発光ダイオードを備えるコントロールボックスと、（ｂ）コントロールボックスとビークルとに連結された流量計と、（ｃ）流量計と、コントロールボックスと、燃料キャニスタとに連結されたポンプと、（ｄ）コントロールボックス、流量計、およびポンプを収納するハウジングとを備えるシステムを提供する。
【０００６】
第２の態様において、本発明は電気式給油システムを使用してダクテッドファン無人航空機に給油するための方法であって、（ａ）航空機と大地との間の静電気を均等にするステップと、（ｂ）電気式給油システムから燃料キャニスタへの第１の燃料ラインを取り付けるステップであって、電気式給油システムは、（ｉ）複数のスイッチ、蓄電池、制御器回路カードアセンブリ、および複数の発光ダイオードを備えるコントロールボックス、（ｉｉ）コントロールボックスおよび無人航空機に連結された流量計、（ｉｉｉ）流量計、コントロールボックス、および燃料キャニスタに連結されたポンプ、および（ｉｖ）コントロールボックス、流量計、およびポンプを収納するハウジングを含み、複数のスイッチは、燃料設定スイッチ、燃料排出スイッチ、給油スイッチ、および昼間／夜間トグルスイッチを含む、ステップと、（ｃ）電気式給油システムから無人航空機への第２の燃料ラインを取り付けるステップと、（ｄ）電気式給油システムに電源を投入するステップと、（ｅ）必要な場合、燃料設定スイッチを用いて燃料液位を設定するステップと、（ｆ）無人航空機から燃料を排出するステップと、（ｇ）無人航空機に給油するステップと、（ｈ）複数の発光ダイオードのうちの１つによって表示された停止条件に応じて、無人航空機および燃料キャニスタから電気式給油システムへの連結を外すステップとを含む方法を提供する。
【０００７】
第３の態様において本発明は、電気式給油システムを使用してダクテッドファン無人航空機の燃料を排出するための方法であって、（ａ）航空機と大地との間の静電気を均等にするステップと、（ｂ）電気式給油システムから燃料キャニスタへの第１の燃料ラインを取り付けるステップであって、電気式給油システムは、（ｉ）複数のスイッチ、蓄電池、制御器回路カードアセンブリ、および複数の発光ダイオードを備えるコントロールボックス、（ｉｉ）コントロールボックスおよび無人航空機に連結された流量計、（ｉｉｉ）流量計、コントロールボックス、および燃料キャニスタに連結されたポンプ、および（ｉｖ）コントロールボックス、流量計、およびポンプを収納するハウジングを含み、複数のスイッチは、燃料設定スイッチ、燃料排出スイッチ、給油スイッチ、および昼間／夜間トグルスイッチを含む、ステップと、（ｃ）電気式給油システムから無人航空機への第２の燃料ラインを取り付けるステップと、（ｄ）電気式給油システムに電源を投入するステップと、（ｅ）無人航空機から燃料を排出するステップと、（ｆ）複数の発光ダイオードのうちの１つによって表示された停止条件に応じて、無人航空機および燃料キャニスタから電気式給油システムへの連結を外すステップとを含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電気式給油システムの構成要素を例示する図である。
【図２】電気式給油システムを使用してダクテッドファン無人航空機に給油するための方法を示すフローチャートである。
【図３】燃料液位の設定操作に関するフローチャートである。
【図４】給油操作に関するフローチャートである。
【図５】燃料排出操作に関するフローチャートである。
【図６】昼間／夜間切替え操作に関するフローチャートである。
【図７】制御器回路カードアセンブリの初期化操作に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の態様において、本発明は計量された量の燃料を必要とするビークル１２のための電気式給油システム１０であって、（ａ）複数のスイッチ１６、蓄電池１８、制御器回路カードアセンブリ２０、および複数の発光ダイオード２２を備えるコントロールボックス１４と、（ｂ）コントロールボックス１４とビークル１２とに連結された流量計２４と、（ｃ）流量計２４と、コントロールボックス１４と、および燃料キャニスタ２６とに連結されたポンプ２８と、（ｄ）コントロールボックス１４、流量計２４、およびポンプ２８を収納するハウジング３０とを備えるシステムを提供する。
【００１０】
本明細書で使用される場合、コントロールボックス１４は、燃料または水が少しでも内部の電子的構成要素にはねかからないように封止されたより小さな容器である。ポンプ２８および流量計２４も同様に封止される。
【００１１】
本明細書で使用される場合、流量計２４は当技術分野で知られている任意の種類の流量計２４である。電気式給油システム１０は、コントロールボックス１４上の複数のスイッチ１６の１つを通して所望の燃料液位に関するユーザ入力を受信する。次に流量計２４は給油操作の間にビークル１２に配送される燃料の量を計測し、適切な燃料液位が確保されるようにする。制御器回路カードアセンブリ２０は流量計を使用して、例えば、給油システム内１０での漏洩、または燃料補給の間に燃料キャニスタ２６内の燃料が過少であるなどの、給油工程に関するどんな問題も検出する。問題が検出されると、制御器回路カードアセンブリ２０は給油システム１０内で緊急停止条件を起動する。
【００１２】
本明細書で使用される場合、ポンプ２８は当技術分野で知られている任意の種類の可逆ポンプである。ポンプ２８はキャビテーションなしに、ビークル１２から燃料を排出すること、および存在する空気を除去することができる。ポンプ２８はまた、給油システム１０内に空気または蒸気を導入することなく、燃料を補給する。
【００１３】
本明細書で使用される場合、蓄電池１８はリチウムポリマー（ＬｉＰｏ）型の再充電可能な蓄電池であることが好ましいが、当技術分野で知られている任意の種類の蓄電池が使用できる。
【００１４】
本明細書で使用される場合、ハウジング３０は、本技術分野で知られているＮＥＭＡ  Ｔｙｐｅ４基準に準拠した標準的なＰｅｌｉｃａｎ（商標）ケースである。例えばハウジング３０は、室内および室外のどちらででも使用するように製作された封入容器であって、砂ぼこりの降下、降雨、降雹、降雪、風に吹かれる塵、飛散する水、およびホースで導かれた水、に対して一定の防護を実現し、そして封入容器の外側に形成された氷によって損傷されないものである。ハウジング３０の頂部は開放され、ユーザがコントロールボックス１４内にアクセスできるようにする。
【００１５】
本明細書で使用される場合、燃料キャニスタ２６は、燃料排出工程の間は排出された燃料の受け容れ容器であり、燃料補給の間は燃料を供給する。従って燃料キャニスタ２６は、ビークル１２への燃料補給に必要な量の燃料に加えて、ビークルの燃料タンク内の未使用の燃料をすべて収容できるように、十分大きくなければならない。未使用の燃料およびビークルの燃料タンク内に生成された空気や蒸気はどれも、燃料排出工程の間に、キャニスタの底部まで延伸している燃料ライン３２によって、燃料キャニスタ２６内に排出される。燃料をキャニスタ２６の底部に投下することによって、空気や蒸気はどれも燃料表面に上昇し、キャニスタ２６の頂部の排気口を通してパージされる。燃料補給工程の間は、燃料は同じようにキャニスタの底部から吸い出され、ビークルの燃料タンク内に空気が少しでも再導入されることを防止する。
【００１６】
１つの実施形態において、複数のスイッチ１６は、燃料設定スイッチ３４、給油スイッチ３６、燃料排出スイッチ３８、および昼間／夜間トグルスイッチ４０を含む。本明細書で使用される場合、複数のスイッチ１６は、給油システム１０に入力を与えるユーザインターフェイスである。燃料設定スイッチ３４によってユーザは、給油操作４００の間にビークル１２内に分配されるべき燃料の量を制御することができる。既定の燃料液位設定値は１００％である。燃料設定スイッチ３４が押される度に、燃料液位は２０％インクリメントで進む。例えば燃料設定スイッチ３４を１度押すと燃料液位は１００％から８０％に動かされ、このスイッチ３４を再び押すと燃料液位は８０％から６０％に進み、そのようにして燃料液位は２０％まで進み、その点で燃料設定スイッチ３４を押すと燃料液位は１００％にリセットされる。給油スイッチ３６は、ユーザが給油操作４００を起動することを許可するものであり、これは燃料排出および燃料補給の両方のために必要である。燃料排出スイッチ３８は、ユーザが燃料排出操作５００を起動することのみを許可するものであり、例えばビークル１２の保管準備のときに使用する。昼間／夜間トグルスイッチ４０は、複数の発光ダイオード２２の輝度を制御して、昼間モードが夜間モードよりも明るくなるようにする。昼間モードは、輝く太陽光のなかで複数の発光ダイオード２２を視ることができるように十分明るくし、一方、夜間モードは、複数の発光ダイオード２２を非常に薄暗くして戦術上の位置を暴露しないようにし、しかし夜間用に調整された視覚装置を付けた操作員がそれらを視ることができるほどに十分明るくすることが好ましい。
【００１７】
１つの実施形態において、複数の発光ダイオード２２は、燃料液位４２を表示するための１０個の発光ダイオードのセグメント配列と、給油スイッチが起動されていることを表示する１個の発光ダイオード４４と、燃料排出スイッチが起動されていることを表示する１個の発光ダイオード４６と、蓄電池の液位４８を表示する３個の発光ダイオードのセグメント配列とを含む。
【００１８】
本明細書で使用される場合、１０個の発光ダイオード（ＬＥＤ）のセグメント配列４２は、給油操作の間の現在の液位を表示するものであり、１０％から始まり１０％インクリメントして１００％で終わる。例えば、燃料液位が８０％に設定されると、８０％ＬＥＤが点灯しその状態に固定され続ける。次に給油ボタンが押下される。燃料排出が完了した後に給油工程が始まり、「１０％」が点滅し始める。１１％の燃料負荷が配送されると、「１０％」ＬＥＤは点滅を止めて点灯し続け、「２０％」ＬＥＤが点滅を始める。燃料液位が２１％になると、「２０％」ＬＥＤは点滅を止めて点灯し続け、「３０％」ＬＥＤが点滅を始め、燃料液位設定値に達するまでそのように続く。これによって進行状態を操作員にフィードバックする。別の案では、現在の燃料液位に相当するＬＥＤのみが点灯および点滅する。
【００１９】
本明細書で使用される場合、蓄電池液位４８を表示する３個のＬＥＤのセグメント配列は、蓄電池電源が高（緑）であるか、中間（黄）であるか、または低（赤）であるかの情報をユーザに通知する。
【００２０】
本明細書で使用される場合、給油操作４００に対して、給油ＬＥＤ４４が点灯し、燃料排出ＬＥＤ４６が点滅して、燃料排出が行われていることを表示する。燃料排出操作５００が完了すると、燃料排出ＬＥＤ４６が消灯し、給油ＬＥＤ４４が点滅する。給油操作４００が完了すると、給油ＬＥＤ４４が消灯される。燃料排出操作５００に対しては、燃料排出ＬＥＤ４６のみが点灯および点滅して、燃料排出操作５００が完了すると再度消灯する。
【００２１】
１つの実施形態において、制御器回路カードアセンブリ２０は制御ロジックを有し、それによって制御器回路カードアセンブリ２０は、燃料液位設定、ビークル１２の燃料排出、ビークル１２の給油、および発光ダイオード２２の輝度変更の機能を管理し、制御ロジックは、複数のスイッチ１６、流量計２４、および蓄電池１８からの入力を受信し、複数の発光ダイオード２２およびポンプ２８へ出力を発信する。
【００２２】
１つの実施形態において、電気式給油システム１０はさらに、ポンプ２８と燃料キャニスタ２６との間のライン内に配置されたフィルタ５０と、流量計２４とビークル１２との間のライン内に配置されたヘッダタンク５２とを含む。フィルタ５０は、燃料キャニスタ２６とビークル１２の燃料タンクとの間の汚染物を除去するために設けられ、ヘッダタンク５２は、空気の泡がビークルの燃料タンクに達する前に、それらを給油システム１０から除去する。
【００２３】
１つの実施形態において、電気式給油システム１０は無人航空機であるビークル１２のためのものである。無人航空機１２がよく配備される任務の性質のために、遠隔地で短時間に燃料補給する要求がある。さらに、無人航空機１２は、各燃料補給の前に燃料を排出し、空気および蒸気が燃料タンクから完全に排出されることを確保しなければならない。これらの特質によって、本発明の電気式給油システム１０は無人航空機１２への使用において比類なく適合しており、しかも他のビークル１２への使用も意図されている。
【００２４】
本明細書で使用される場合、装置の態様に関する上述の説明と実施形態は、以下に記す方法の態様にも同様に適用できる。さらに、それぞれの態様に対して開示されたすべての実施形態は、他の実施形態と結合され得る。
【００２５】
第２の態様において、本発明は電気式給油システム１０を使用してダクテッドファン無人航空機１２に給油するための方法であって、（ａ）航空機と大地との間の静電気を均等にするステップ２００と、（ｂ）電気式給油システム１０から燃料キャニスタ２６への第１の燃料ライン５４を取り付けるステップ２０２であって、電気式給油システム１０は、（ｉ）複数のスイッチ１６、蓄電池１８、制御器回路カードアセンブリ２０、および複数の発光ダイオード２２を備えるコントロールボックス１４と、（ｉｉ）コントロールボックス１４および無人航空機１２に連結された流量計２４と、（ｉｉｉ）流量計２４、コントロールボックス１４、および燃料キャニスタ２６に連結されたポンプ２８と、（ｉｖ）コントロールボックス１４、流量計２４、およびポンプ２８を収納するハウジング３０とを含み、複数のスイッチ１６は、燃料設定スイッチ３４、燃料排出スイッチ３８、給油スイッチ３６、および昼間／夜間トグルスイッチ４０を含む、ステップと、（ｃ）電気式給油システム１０から無人航空機１２への第２の燃料ライン３２を取り付けるステップ２０４と、（ｄ）電気式給油システムに電源を投入するステップ２０６と、（ｅ）必要な場合、燃料設定スイッチ３４を用いて燃料液位を設定するステップ２０８と、（ｆ）無人航空機から燃料を排出するステップ２１０と、（ｇ）無人航空機に給油するステップ２１２と、（ｈ）複数の発光ダイオード２２のうちの１つによって表示された停止条件に応じて、無人航空機１２から、および燃料キャニスタ２６から電気式給油システム１０への連結を外すステップ２１４とを含む方法を提供する。
【００２６】
本明細書で使用される場合、静電気を均等にするステップ２００は、操作員の手をダクテッドファン無人航空機１２の上に置くことで遂行される。代案として、航空機１２の脚に連結された接地棒およびワイヤを使用するなどの本技術分野で知られている別の方法によって、静電気を均等にするステップ２００が可能である。しかし、本方法のこのステップにおいて航空機１２は一般に地上にあり、普通は適切に接地された棒を利用できないので、ダクト上に手を置くことによって、スパークを起こし得る静電放電の可能性を緩和することが好ましい。
【００２７】
本明細書で使用される場合、第１の燃料ライン５４の１つの端部は給油システム１０のポンプ２８に固着されていることが好ましい。第１の燃料ライン５４の他の端部は、給油システム１０に適合する燃料キャニスタ２６の特製燃料カプラを介して、操作員が手動操作で燃料キャニスタ２６に連結すること２０２が好ましい。
【００２８】
本明細書で使用される場合、第２の燃料ライン３２の１つの端部は、給油システム１０の流量計２４に適切に固着されることが好ましい。第２の燃料ライン３２の他の端部は、給油システム１０内に空気を導入することなく航空機の燃料タンクにアクセス可能なコネクタを介して、操作員の手動操作によって無人航空機１２に連結されること２０４が好ましい。これらのコネクタは通常閉であり、雄−雌関係に従って該当するコネクタに嵌合されたときにのみ開く。
【００２９】
本明細書で使用される場合、電源を投入するステップ２０６は、コントロールボックス１４の電源スイッチを入れて、電気式給油システム１０が蓄電池１８から電力を引き出せるようにすることによって遂行される。給油システム１０は運転時に約２０ワットの電力を引き出す。
【００３０】
本明細書で使用される場合、燃料液位を設定するステップ２０８は、個別の航空機の構成、任務の想定距離、ならびに温度および標高などの離陸条件に基づいた、適切な燃料の量についての操作員の評価を必要とする。操作員は、燃料液位設定が２０％インクリメントで進められ適切なパーセンテージに至るまで、燃料設定スイッチ３４を押下することによって燃料液位を設定する２０８。燃料設定スイッチ３４が起動されない場合、給油システム１０は既定の燃料補給量１００％とする。
【００３１】
無人航空機１２内の燃料の量は、給油操作ステップ２１２の前には給油システム１０で測定されないので、無人航空機１２の燃料排出は、燃料補給の前にしなければならない操作である。
【００３２】
本明細書で使用される場合、燃料排出および給油ＬＥＤ４６、４４が両方とも消灯されたときに、標準的な停止条件が表示される。
１つの実施形態において図３に示すように、燃料液位を設定するステップ２０８は、所望する燃料液位設定値が１００％、８０％、６０％、４０％、または２０％のどれであるか決定するステップと、この決定に応じて、既定の燃料液位設定値１００％で開始し、所望の燃料液位設定値が１００％未満の場合は、燃料設定スイッチを押下して、既定の燃料液位設定値を、所望の燃料液位設定値に達するまで２０％インクリメントで減少させ、燃料液位設定値が２０％のときに燃料設定スイッチをもう一度押下すると燃料液位設定値が１００％に戻るステップとを含む。２０％インクリメントは、手動処理でシリンジを１回満杯にして計った燃料液位を反映しており、それは予備給油システムとして今も使用されている。以上は好ましい実施形態であるが、本発明では例えば１０％または５％のような別の燃料液位設定も考えられる。
【００３３】
図４および５に示すような１つの実施形態において、無人航空機１２の燃料排出ステップ５００および給油ステップ４００は、（１）給油スイッチを押下するステップ４０２と、（２）燃料排出および給油の発光ダイオードを点灯に設定するステップ４０２と、（３）燃料ポンプを逆流モードに設定するステップ４０４、５０４と、（４）無人航空機から燃料キャニスタ内へ燃料をポンプ移送するステップ４０４、５０６と、（５）燃料流量および時間を流量計で監視し、燃料流量が低または零であるか確認するステップ４０４、５０８と、（６ａ）燃料流量が低または零の場合４０４、５１０は、低燃料排出カウンタが４５秒以上であるか決定するために、低燃料排出カウンタをインクリメントするステップ４０４、５１２と、低燃料排出カウンタが４５秒未満である場合４０４、５１４は、燃料流量および時間を流量計で監視するステップに戻って燃料流量が低または零であるか確認するステップ４０４、５０８と、そうではなく、低燃料排出カウンタが４５秒以上である場合４０４、５１４は、燃料排出発光ダイオードを消灯に設定し４０４、５１６、燃料ポンプを順流モードに設定するステップに進むステップ４０６、５１８と、（６ｂ）燃料流量が低または零でない場合５１０は、カウンタをリセットし５２０、燃料排出までの全時間が４分より大きいか決定するステップ５２２と、全時間が４分を超す場合５２２は、緊急停止を起動するステップ５２４と、そうではなく、燃料排出までの全時間が４分以下の場合５２２は、全時間をインクリメントして５２６、燃料流量が低または零であるか確認するために、燃料流量および時間を流量計で監視するステップ５０８へ戻るステップと、（７）燃料ポンプを順流モードに設定するステップ４０６と、（８）燃料を燃料キャニスタから無人航空機へポンプ移送するステップ４０８と、（９）分配された燃料液位が燃料液位設定値にあるか確認するために、燃料流量および分配された燃料液位を流量計で監視するステップ４１０と、（１０ａ）分配された燃料液位が燃料液位設定値以上の場合４１２は、給油発光ダイオードを消灯に設定するステップ４１４と、（１０ｂ）分配された燃料液位が燃料液位設定値未満の場合４１２は、燃料流量が所定の低／無燃料流量以上であるか決定するステップ４１６と、燃料流量が所定の低／無燃料流量以上である場合４１６は、分配された燃料液位が燃料液位設定値にあるか確認するために、燃料流量および分配された燃料液位を流量計で監視するステップ４１０へ戻るステップと、そうではなく、燃料流量が所定の低／無燃料流量未満である場合４１６は、緊急停止を起動するステップ４１８とを含む。
【００３４】
本明細書で使用される場合、給油操作４００は、燃料排出ステップおよび給油ステップの両方を必要とするので、給油操作４００を起動するために給油スイッチ３６を押下するステップによって、燃料排出および給油ＬＥＤ４６、４４が点灯される。上述のように、給油操作４００に対して、給油ＬＥＤ４４は点灯し燃料排出ＬＥＤ４６は点滅して４０２、燃料排出が行われていることを表示する。燃料排出操作５００が完了すると、燃料排出ＬＥＤ４６は消灯し５１６、給油ＬＥＤが点滅する。給油操作４００が完了すると、給油ＬＥＤ４４は消灯する４１４。
【００３５】
本明細書で使用される場合、無人航空機の燃料タンクから実質的にすべての燃料と空気を燃料キャニスタ２６に排出するために、ポンプ２８は逆流モードに設定される５０４。
本明細書で使用される場合、燃料流量および時間を流量計で監視し、燃料流量が低または零であるか確認すること５１０が、実質的にすべての燃料および空気が無人航空機の燃料タンクから排出されたか決定するために必要である。例えば、燃料流量が低または零でなければ、それは燃料がまだ燃料タンクから排出中であることを表示する。その他の場合、空気の泡が流量計を通過するとき、または燃料タンクの燃料液位が消失し始めるとき、燃料流量が低または零を表示することがある。燃料流量が低または零を好ましくは４５秒間表示すると、それは実質的にすべての空気および燃料が本システムからパージされたことを示す。
【００３６】
給油システム１０は、制御器回路カードアセンブリ２０に含まれるプロセッサを用いて、流量低または零の読取りを周期的に監視する５０８。燃料流量が低または零であると、連続する流量低または零の読みが続く秒数を追跡するために、低燃料排出カウンタがインクリメントされる５１２。流量低または零の連続する読みが４５秒以上であれば５１４、燃料排出操作は成功して完了し、燃料排出ＬＥＤは消灯される５１６。次いで燃料補給を開始するために、ポンプ２８は順流モードに設定される４０６。しかし、流量低または零の連続する読みが４５秒未満であれば５１４、本システムは燃料排出を完了しておらず、給油システムは周期的監視ステップ５０８に戻る。
【００３７】
最初の段階で燃料流量が低または零でないとき５１０は、低燃料排出カウンタがリセットされ５２０、制御器回路カードアセンブリ２０上のプロセッサ内に含まれた全燃料排出時間カウンタ（これは給油スイッチが押下されたときにカウンティングを開始する）が参照され５２６、燃料排出までの全時間が４分間より長いか決定する５２２。燃料排出操作にかけるべき全時間は、４分間以下である。燃料排出までの全時間が４分を超える場合５２２は、この給油システムに内に漏洩の可能性があるので、緊急停止が起動される５２４。燃料排出までの全時間が４分以下の場合５２２は、燃料流量が低または零であるか確認するために、全燃料排出時間カウンタは燃料排出操作の時間計測を続け５２６、本システムは流量計で流量および時間の監視を続ける５０８。４５秒以上において、いったん流量が低または零と測定されると５１４、順流モードが起動されて４０６、給油操作が開始される。
【００３８】
流量計２４は給油操作の間に４００、燃料流量、および燃料キャニスタ２６から分配された燃料の液位を測定し、このデータを制御回路カードアセンブリ２０上のプロセッサに出力する。プロセッサはそのデータを、既定の燃料液位設定値またはユーザが入力した燃料液位設定値、および所定の低／無流量値と連続的に比較する。本明細書で使用される場合、分配された燃料の液位は、無人航空機内に収容された燃料の全量を表示するものであり、所定の低／無流量値は、燃料補給を燃料液位設定値まで完了するために十分な量の燃料を燃料キャニスタ２６が収容していないことを表示する。分配された燃料の液位が燃料液位設定値未満であり４１２、プロセッサが、燃料流量が所定の低／無流量値以上であると決定するとき４１６は、給油システム１０は燃料流量および分配された燃料液位の監視を続ける４１０。分配された燃料の液位が燃料液位設定値以上のとき４１２は、給油ＬＥＤが消灯され４１４、給油操作は完了される４２０。一方、分配された燃料液位が燃料液位設定値より低く４１２、プロセッサが、燃料流量が所定の低／無流量値未満であると決定するとき４１６は、給油システムは緊急停止を起動する４１８。
【００３９】
１つの実施形態において、本方法は図６に示すように、電源投入のステップ２０６の後、昼間／夜間トグルスイッチ４０を押下することによって、昼間モードと夜間モードとの間を切り替えるステップ６００をさらに含み得る。ここに昼間モードと夜間モードとの間を切り替えるステップ６００は、このスイッチが昼間モードに設定されているか決定するステップ６０２と、スイッチが昼間モードに設定されているときは、発光ダイオードの輝度を昼間モードに設定するステップ６０４と、スイッチが昼間モードに設定されていないときは、発光ダイオードの輝度を夜間モードに設定するステップ６０６とを含む。
【００４０】
１つの実施形態において、本方法は、昼間モードと夜間モードとの間を切り替えるステップ６００の後、制御器回路カードアセンブリ２０を初期化するステップ７００をさらに含み得る。このステップは、点滅タイマを起動するステップ７０２と、燃料液位を１００％に設定するステップ７０３と、点滅タイマに設定された所定の時間を待つステップ７０４と、燃料設定３４、燃料排出３８、給油３６、または昼間／夜間トグルスイッチ４０を押下するか質問し７０６、これらのスイッチの１つが押下されればそれに関する操作を実行し、そうでなければ、点滅タイマで設定された所定の時間を待つステップに戻るステップ７０６とを含む。
【００４１】
本明細書で使用される場合、点滅タイマは、周期２Ｈｚで点灯および消灯する任意の点滅ＬＥＤを切り替え、操作員にある特定の操作が実行中であることを表示する。同様に、緊急停止条件が起動されるときには、複数のＬＥＤが、好ましくは約５Ｈｚの周期で点滅し２２、操作員に緊急停止条件が存在していることを警告する。
【００４２】
１つの実施形態において、複数の発光ダイオード２２は、燃料液位４２を表示するための１０個の発光ダイオードのセグメント配列と、給油スイッチが起動されていることを表示する１個の発光ダイオード４４と、燃料排出スイッチが起動されていることを表示する１個の発光ダイオード４６と、蓄電池の液位４８を表示する３個の発光ダイオードのセグメント配列とを含み、通常操作の間にシステム１０がそれぞれ燃料排出または給油しているときに、燃料排出または給油発光ダイオード４６、４４はそれぞれ、点滅タイマからの入力に応答して点滅する。
【００４３】
１つの実施形態において、複数の発光ダイオード２２は、緊急停止の起動に応答して、通常操作の間よりも速い速度で点滅する。上述したように、通常操作において相当するＬＥＤはほぼ１Ｈｚで点滅し、緊急停止に応答して複数のＬＥＤ２２が４Ｈｚの割合で点滅する。
【００４４】
第３の態様において本発明は、電気式給油システム１０を使用してダクテッドファン無人航空機１２の燃料を排出するための方法であって、（ａ）航空機１２と大地との間の静電気を均等にするステップ２００と、（ｂ）電気式給油システム１０から燃料キャニスタ２６への第１の燃料ライン５４を取り付けるステップ２０２であって、電気式給油システム１０は、（ｉ）複数のスイッチ１６、蓄電池１８、制御器回路カードアセンブリ２０、および複数の発光ダイオード２２を備えるコントロールボックス１４、（ｉｉ）コントロールボックス１４および無人航空機１２に連結された流量計２４、（ｉｉｉ）流量計２４、コントロールボックス１４、および燃料キャニスタ２６に連結されたポンプ２８、および（ｉｖ）コントロールボックス１４、流量計２４、およびポンプ２８を収納するハウジング３０を含み、複数のスイッチ１６は、燃料設定スイッチ３４、燃料排出スイッチ３８、給油スイッチ３６、および昼間／夜間トグルスイッチ４０を含むステップ２０２と、（ｃ）電気式給油システム１０から無人航空機１２への第２の燃料ライン３２を取り付けるステップ２０４と、（ｄ）電気式給油システムに電源を投入するステップ２０６と、（ｅ）無人航空機から燃料を排出するステップ２１０、５００と、（ｆ）複数の発光ダイオード２２のうちの１つによって表示された停止条件に応じて、無人航空機１２および燃料キャニスタ２６から電気式給油システム１０への連結を外すステップ２１４とを含む方法を提供する。
【００４５】
１つの実施形態において、無人航空機１２の燃料排出ステップ５００は、（１）燃料排出スイッチを押下するステップ５０２と、（２）燃料排出の発光ダイオードを点灯に設定するステップ５０２と、（３）燃料ポンプ２８を逆流モードに設定するステップ５０４と、（４）無人航空機１２から燃料キャニスタ２６内へ燃料をポンプ移送するステップ５０６と、（５）燃料流量および時間を流量計で監視し、燃料流量が低または零であるか確認するステップ５０８と、（６ａ）燃料流量が低または零の場合５１０は、低燃料排出カウンタが４５秒を超えているか決定するために低燃料排出カウンタをインクリメントし５１２、低燃料排出カウンタが４５秒未満である場合５１４は、燃料流量および時間を流量計で監視するステップ５０８に戻って、燃料流量が低または零であるか確認し、そうではなく、低燃料排出カウンタが４５秒以上である場合５１４は、燃料排出発光ダイオードを消灯に設定するステップ５１６と、（６ｂ）燃料流量が低または零でない場合５１０は、カウンタをリセットし５２０、燃料排出までの全時間が４分より大きいか決定し５２２、燃料排出までの全時間が４分を超す場合５２２は、緊急停止を起動し５２４、そうではなく、燃料排出までの全時間が４分以下の場合５２２は、燃料排出するために全時間をインクリメントして５２６、燃料流量が低または零であるか確認するために、燃料流量および時間を流量計で監視するステップ５０８に戻るステップとを含む。
【００４６】
本明細書で使用される場合、燃料排出操作５００を起動するための燃料排出スイッチ３８は、燃料排出ＬＥＤ４６を点灯および点滅させるだけであり、ＬＥＤ４６は燃料排出操作５００の完了に伴い消灯する。
【００４７】
１つの実施形態において、本方法は、電源投入のステップ２０６の後、昼間／夜間トグルスイッチ４０を押下することによって、昼間モードと夜間モードとの間を切り替えるステップ６００をさらに含み得る。昼間モードと夜間モードとの間を切り替えるステップ６００は、このスイッチが昼間モードに設定されているか決定するステップ６０２と、スイッチが昼間モードに設定されているときは、発光ダイオードの輝度を昼間モードに設定するステップ６０４と、スイッチが昼間モードに設定されていないときは、発光ダイオードの輝度を夜間モードに設定するステップ６０６とを含む。
【００４８】
１つの実施形態において、本方法は、昼間モードと夜間モードとの間を切り替えるステップ６００の後、制御器回路カードアセンブリ２０を初期化するステップ７００をさらに含み得る。このステップは、点滅タイマを起動するステップ７０２と、燃料液位を１００％に設定するステップ７０３と、点滅タイマに設定された所定の時間を待つステップ７０４と、燃料設定３４、燃料排出３８、給油３６、または昼間／夜間トグルスイッチ４０が押下されるか質問し７０６、これらのスイッチの１つが押下されればそれに関する操作を実行し、そうでなければ、点滅タイマに設定された所定の時間を待つステップに戻るステップ７０６とを含む。
【００４９】
１つの実施形態において、複数の発光ダイオード２２は、燃料液位４２を表示するための１０個の発光ダイオードのセグメント配列と、給油スイッチが起動されていることを表示する１個の発光ダイオード４４と、燃料排出スイッチが起動されていることを表示する１個の発光ダイオード４６と、蓄電池の液位４８を表示する３個の発光ダイオードのセグメント配列とを含み、通常操作の間にシステム１０が燃料排出しているときに、燃料排出発光ダイオード４６は、点滅タイマからの入力に応答して点滅する。
【００５０】
１つの実施形態において、複数の発光ダイオード２２は、緊急停止の起動に応答して、通常操作の間よりも速い速度で点滅する。
【符号の説明】
【００５１】
１０  電気式給油システム
３０  ハウジング
３２  燃料ライン
５０  フィルタ
５２  ヘッダタンク
５４  燃料ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010116141.tif 000008
【図７】
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【外国語明細書】
2010116141000001.pdf