(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機の燃料タンク内におけるワイヤの物理的点検のほとんどを不要にするのに十分なほど確実に、且つ安価に、摩耗した絶縁材を検出するための、システム及び方法を提供する。【解決手段】燃料タンク内のワイヤの絶縁材の摩耗を検出する、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）が開示される。ＡＷＤＳは、燃料タンクに接触している電極と電源、ワイヤ、電極に電気的に直列に接続されている電流センサとを含む。電流センサは、ワイヤから電極への電流を検出する回路を含み、燃料タンク内のワイヤの絶縁材の摩耗を検出する。さらに開示されているのは、燃料タンクと、燃料タンク内のワイヤと、ＡＷＤＳとを有する航空機である。【選択図】図２
2019023063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク（１０２）内の絶縁ワイヤ（２１８）の摩耗（２２６）を検出する、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）（１０４）であって、前記ＡＷＤＳは
前記燃料タンク（１０２）に接触している電極（２０８）と、
電源（２００）と、
前記電源（２００）、前記絶縁ワイヤ（２１８）、及び前記電極（２０８）に電気的に直列に接続されている電流センサ（２０２）とを含み、前記電流センサ（２０２）は、前記絶縁ワイヤ（２１８）から前記電極（２０８）への電流（２３６）を検出する回路を含む、ＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項２】
前記燃料タンク（１０２）が導電性燃料（２３４）を含む、請求項１に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項３】
前記燃料タンク（１０２）が燃料タンク壁（２１６）を含み、前記燃料タンク壁（２１６）は導電性であって、前記電極（２０８）が前記燃料タンク壁（２１６）に電気的に直列に接続されている、請求項１に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項４】
前記燃料タンク（１０２）が燃料タンク壁（２１６）を含み、前記燃料タンク（１０２）は非導電性であって、前記燃料タンク壁（２１６）の内面（２３８）に沿って前記燃料タンク（１０２）内に導電性材料を含んでおり、前記電極（２０８）が前記導電性材料に電気的に直列に接続されている、請求項１に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項５】
前記導電性材料が金属帯である、請求項４に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項６】
前記電流センサ（２０２）は、前記絶縁ワイヤ（２１８）と前記電極（２０８）の間の電流（２３６）が所定の電流レベルを上回っている場合に検出する閾値検出器を含む、請求項１に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項７】
前記絶縁ワイヤ（２１８）に電気的に直列に接続されている少なくとも１つのスイッチ（２０６）をさらに含み、前記少なくとも１つのスイッチ（２０６）が前記燃料タンク（１０２）への前記絶縁ワイヤ（２１８）を分離している、請求項１に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項８】
前記電源（２００）が交流電源であり、前記少なくとも１つのスイッチ（２０６）がチョークコイルである、請求項７に記載のＡＷＤＳ（１０４）。
【請求項９】
航空機（１００）の燃料タンク（１０２）内の絶縁ワイヤ（２１８）の摩耗（２２６）を検出する方法（３００）であって、前記絶縁ワイヤ（２１８）を浸漬する導電性燃料（２３４）で前記燃料タンク（１０２）を充填すること（３０４）と、
電源（２００）から前記絶縁ワイヤ（２１８）に電圧信号（２３５）を印加すること（３０８）と、
前記燃料タンク（１０２）の燃料タンク壁（２１６）に電気的に直列に接続されている電極（２０８）で電流（２３６）を受電すること（３１０）であって、受電する前記電流（２３６）が前記電圧信号（２３５）に対応する、電流を受電すること（２３５）と、
前記絶縁ワイヤ（２１８）に前記摩耗（２１８）が存在するかどうかを、受電した前記電流（２３６）から判定すること（３１４）と、を含む方法（３００）。
【請求項１０】
前記摩耗が存在するかどうかを判定すること（３１４）は、前記受電した前記電流が所定の電流レベルを上回っているかどうか判定することを含む、請求項９に記載の方法（３００）。
【請求項１１】
前記絶縁ワイヤ（２１８）に電気的に直列に接続されている少なくとも１つのスイッチ（２０６）を開位置に切り替えること
をさらに含み、前記少なくとも１つのスイッチ（２０６）が前記開位置にあるときに前記少なくとも１つのスイッチ（２０６）が前記燃料タンク（１０２）への前記絶縁ワイヤ（２１８）を分離している、請求項９に記載の方法（３００）。
【請求項１２】
電圧信号（２３５）を印加することは、所定の周波数を有する交流電圧信号（２３５）を印加することを含む、請求項１１に記載の方法（３００）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスイッチ（２０６）がチョークコイルである、請求項１２に記載の方法（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、航空機の整備システムに関し、具体的には、航空機の潜在欠陥の検出システムに関する。電気電子システムにおけるデジタル電子技術の到来によって、かつてないほどの、航空機システムの機能の拡張と、航空機機能の自動化の進展が可能になった。その結果、航空機の安全な運航に影響するシステムを含む航空機の機能を実装するために、こうした技術を組み込んだシステムがますます利用されている。
【背景技術】
【０００２】
電磁環境は、情報の処理と伝達のために電気機器及び電子機器によって使われるのと、同じ種類のエネルギー（即ち、電気エネルギー）を含んでいる。このため、この環境は、こうした機器に依存するシステムの適正な稼働に対する障害となることがあり、それによって航空機のシステム内に潜在欠陥が生じる。
【０００３】
残念ながら今日では、民間航空機の設計と建造に大きなコストをかけて冗長なシステムが設けられている。これは、システム内に隠れた潜在欠陥が存在すると障害が発生するという状況に対処するためものである。一般的に、航空機が証明を受ける際は、潜在欠陥に対処することが必要であるが、考慮する必要がある１つの具体的な潜在欠陥として、航空機の燃料タンク内の摩耗ワイヤがあり得る。具体的には、航空機の燃料タンク内のワイヤの絶縁材の摩耗は、落雷、燃料補給中の静電気、または他の摩耗ワイヤからの電荷と組み合わさると、摩耗した箇所を通じて電気アークを生じさせ得る。
【０００４】
この問題に対処するための既知の手法には、航空機製造業者が、ワイヤ間の分離を維持するために多数の余剰のワイヤ取付ブラケットを設置することと、航空機の燃料タンク内のより頻繁な点検を義務付けることが含まれてきた。これらの手法に関連するいくつかの問題には、例えば、ワイヤを互いに対して及び他のあらゆる導電性材料に対して遠ざけておくために航空機内に配置される、余剰のブラケットを追加で設置し点検するための、大きな追加コストが含まれる。こうしたブラケットの余分な重量は、航空機の総重量を増加させ得る。さらに、ワイヤの点検は、ワイヤを目視点検するために、燃料タンクを空にして、人員及び／または点検機器を物理的に燃料タンク内に送り込むことを含み得るものであり、現場でこれらのワイヤを点検することで、コストや困難の増加、及び結果として起きるダウンタイムの増加が生じる。その結果、その航空機を点検のために就航から外さなければならず、点検を実施するための人件費は高くなり、物理的な点検中に用いられる安全義務及び適切な人間工学技術は、かなりのものになり得る。
【０００５】
このように、こうした問題に対処するための、且つ他のメリットの中でも特に、余剰のブラケットを不要にし、航空機の燃料タンク内におけるワイヤの物理的点検のほとんどを不要にするのに十分なほど確実に、且つ安価に、摩耗した絶縁材を検出するための、システム及び方法の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
燃料タンク内のワイヤの摩耗を検出する、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）が開示される。ＡＷＤＳは、燃料タンクに接触している電極と、電源と、電源、ワイヤ、及び電極に電気的に直列に接続されている電流センサとを含む。電流センサは、ワイヤから電極への電流を検出する回路を含む。さらに開示されているのは、燃料タンクと、燃料タンク内のワイヤと、ＡＷＤＳとを有する航空機である。
【０００７】
運用の一例では、ＡＷＤＳは、ワイヤの摩耗を検出する方法の一部として運用される。本方法は、具体的には、導電性燃料で燃料タンクを充填してワイヤを浸漬させることと、電源を用いてワイヤに電圧信号を印加することとを含む。本方法はさらに、燃料タンク壁に電気的に直列に接続されている電極で電流を受電し、ワイヤに摩耗が存在するかどうかを、受電した電流から判定することもまた含む。本実施例では、受電される電流は、電圧信号に対応している。
【０００８】
本発明の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴、及び利点は、下記の図面及び詳細な説明を精査することによって、当業者には明らかであるか、または明らかになろう。こうした付加的なシステム、方法、特徴、及び利点は、全て本書の記載に含まれており、本発明の範囲内にあるのであって、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【０００９】
本発明は、下記の図面を参照することにより、よりよく理解され得る。図中の構成要素は必ずしも正確な縮尺で描かれておらず、むしろ本発明の原理を示すことに重点が置かれている。図中、同様の参照番号は、異なる図を通じて対応している部品を指すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示による、燃料タンク及び摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）を有する航空機の実施形態の一例の、システムブロック図である。
【図２】本開示による、図１に示すＡＷＤＳ１０４の実施形態の一例の、システムブロック図である。
【図３】本発明による、ＡＷＤＳによって実施される方法の実施形態の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示されているのは、燃料タンク内の絶縁ワイヤの摩耗を検出する、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）である。ＡＷＤＳは、燃料タンクに接触している電極、電源、並びに、電源、絶縁ワイヤ、及び電極と直列につながれた電流センサを含む。電流センサは、ワイヤから電極への電流を検出する回路を含む。さらに開示されているのは、燃料タンクと、燃料タンク内の絶縁ワイヤと、ＡＷＤＳとを有する航空機である。
【００１２】
運用の一例では、ＡＷＤＳは、絶縁ワイヤの摩耗を検出する方法の一部として運用される。本方法は、具体的には、導電性燃料で燃料タンクを充填して絶縁ワイヤを浸漬させることと、電源を用いて絶縁ワイヤに電圧信号を印加することとを含む。本方法はさらに、燃料タンク壁に電気的に直列に接続されている電極で電流を受電し、絶縁ワイヤに摩耗が存在するかどうかを、受電した電流から判定することもまた含む。本実施例では、受電された電流は、電圧信号に対応している。
【００１３】
具体的には、図１で、本開示による燃料タンク１０２及びＡＷＤＳ１０４を有する航空機１００の実施形態の一例のシステムブロック図が示されている。ＡＷＤＳ１０４は、１つ以上のワイヤまたは他の種類の導体を含んでいてよい電気的接続経路１０６を介して、燃料タンク１０２に電気的に接続されている。この例では、燃料タンク１０２とＡＷＤＳ１０４はどちらも、航空機１００の翼１０８の一部であるとして示されているが、燃料タンク１０２とＡＷＤＳ１０４が、翼１０８または１１０のどちらかの一部、翼１０８と１１０の両方の一部、及び航空機１００の胴体１１２の一部であってよいことは、当業者に理解されよう。
【００１４】
ここで図２を参照すると、本開示による、（図１に示す）ＡＷＤＳ１０４の実施形態の一例のシステムブロック図が示されている。この例では、ＡＷＤＳ１０４は、電源２００、電流センサ２０２、並びに少なくともスイッチ２０４及び２０６を含む。電源２００は、信号経路２１２を介して電極２０８及び接地２１０に、並びに信号経路２１４を介して電流センサ２０２に、それぞれ電気的に直列に接続されている。電極２０８は、燃料タンク壁２１６に電気的に直列に接続されている。この例では、燃料タンク１０２は、金属または別の導電性材料から作られていてよい導電性の壁（即ち燃料タンク壁２１６）を有していることを前提としている。絶縁ワイヤ２１８は、燃料タンク１０２の空洞２２０（即ち内側）を通るとして示されている。絶縁ワイヤ２１８は、ワイヤ絶縁材２２４内に包み込まれた、少なくとも１つの内部ワイヤ２２２を含む。この例では、絶縁ワイヤ２１８は、燃料タンク１０２の空洞２２０内に摩耗２２６を有するとして示されている。摩耗２２６によって、ワイヤ絶縁材２２４の一部が摩滅し、内部ワイヤ２２２の一部が、燃料タンク１０２の空洞２２０に露出している。内部ワイヤ２２２は、第１のスイッチ２０４及び第２のスイッチ２０６に対して電気的に直列に接続されており、内部ワイヤ２２２はさらに、信号経路２２８を介して電流センサ２０２にも電気的に直列に接続されている。絶縁ワイヤ２１８は、（第１のスイッチ２０４及び第２のスイッチ２０６それぞれを介して）航空機１００の他の電気／電子部品に電気的に直列に接続されているとして示されている。航空機１００の他の電気／電子部品は、図の簡素化のため、第１の負荷２３０及び第２の負荷２３２として示されている。別の例では、例えば負荷２３０が、燃料量表示システム中の誘電体被覆された電極である場合、絶縁ワイヤ２１８が１地点のみで燃料タンク１０２に入り、空洞２２０内のタンク１０２内部のある箇所で負荷２３０に接続されていてよいことが、当業者に理解されよう。こうした場合、負荷２３０は事実上無限大の抵抗を有していてよく、したがってスイッチ２０４は省略されてよい。このため、本実施例では、ＡＷＤＳ１０４は少なくとも１つのスイッチ２０６を含んでいる。
【００１５】
この例では、燃料タンク壁２１６は導電性を有すると仮定されているが、燃料タンク壁２１６が、非導電性の複合材料から建造されていてもよい（即ち、燃料タンク１０２が非導電性であってもよい）ことは、理解されよう。非導電性の燃料タンク１０２の場合には、電極２０８との間の電気伝導を可能にするため、燃料タンク１０２の内面が、何らかの導電性材料（図示せず）を含んでいてよい。一例として、導電性材料は、燃料タンク壁２１６の内面に沿って空洞２２０の内側に沿いに伸びる、「虎縞模様」に似た導電帯（例えば金属帯）であってよい。次に、これらの帯は、電極２０８に電気的に直列に接続されていてよい。これらの帯はまた、導電性燃料２３４中のあらゆる電荷の蓄積を拡散させる手助けにもなる。
【００１６】
電極２０８が、導電性燃料タンク１０２の場合には燃料タンク壁２１６の一部であってよく、非導電性燃料タンク１０２の場合には導電性材料の一部であってよいことは、当業者に理解されよう。
【００１７】
この例では、図示の簡素化のために絶縁ワイヤ２１８は１本のみが示されているが、燃料タンク１０２が燃料タンク１０２の空洞２２０を通って伸びている複数の絶縁ワイヤ（図示せず）を有していることは、当業者に理解されよう。したがって、ＡＷＤＳ１０４が、空洞２２０を通って伸びる個々の絶縁ワイヤの全てに電気的に直列に接続されていてよいか、または複数の絶縁ワイヤに電気的に直列に接続されている複数のＡＷＤＳ（図示せず）が存在していてよいことは、理解されよう。
【００１８】
この例では、電源２００は、例えば電池といった直流（ＤＣ）電源であってよいか、または交流（ＡＣ）電源であってよい。電流センサ２０２は、例えば電流計（一般に「アンペア計」として知られる）といった、電流を測定するように構成されたモジュール、装置、構成要素、または回路であるか、またはこれらを含む。電流センサ２０２は、デジタルまたはアナログの装置であってよい。例えば、電流センサ２０２は、絶縁ワイヤ２１８と電極２０８の間の電流２３６が所定の電流レベルを上回っている場合に検出する、閾値検出器を含んでいてよい。概して、電流センサ２０２は、電源２００から絶縁ワイヤ２１８に流れ、導電性燃料２３４と燃料タンク壁２１６を通って電極２０８へと漏出する電流を測定する。電流が所定の閾値を超えたときには、絶縁ワイヤ２１８は摩耗していると認定される。
【００１９】
ＡＷＤＳ１０４の、またはＡＷＤＳ１０４に関連付けられた回路、構成要素、モジュール、及び／または装置が、互いに電気的に直列に接続されているとして示されていることは、当業者に理解されよう。本書では、電気的に直列とは、単一の電気信号経路に沿って、ＡＷＤＳ１０４の、またはＡＷＤＳ１０４に関連付けられた回路、構成要素、モジュール、及び／または装置を接続し、それによってＡＷＤＳ１０４の、またはＡＷＤＳ１０４に関連付けられた回路、構成要素、モジュール、及び／または装置の全てに同じ電流が流れることを表す。この例では、ＡＷＤＳ１０４の閉回路（接地２１０から、信号経路２１２、電源２００、信号経路２１４、電流センサ２０２、信号経路２２８及び２２２、絶縁ワイヤ２１８、摩耗２２６、燃料２３４を通る信号経路２４０、燃料タンク壁２１６、電極２０８、並びに信号経路２１２を通って接地２１０に戻る信号経路）は直列回路であり、電流２３６はこの直列回路内の全ての地点を通って流れ、一定の強度値を有する。
【００２０】
運用の一例では、ＡＷＤＳ１０４は、絶縁ワイヤ２１８の摩耗２２６を検出する方法の一部として運用される。具体的には、本方法は、燃料タンク１０２の空洞２２０を、絶縁ワイヤ２１８を浸漬させる導電性燃料２３４で充填することと、絶縁ワイヤ２１８に電源２００で電圧信号２３５を印加することと、電流センサ２０２に流れる電流２３６を電極２０８で受電することとを含む。電流センサ２０２は、内部ワイヤ２２２の摩耗２２６から、燃料タンク壁２１６に電気的に直列に接続されている電極２０８へと通過する、電流２３６の量を測定する。この電流２３６は、内部ワイヤ２２２が、内面２３８に電気的に直列に接続されている導電性燃料２３４に対して露出していることによって、空洞２２０と物理的に接触することを介して生じる。その結果、内部ワイヤ２２２は、導電性燃料２３４を通じ、単一の経路２４０を介して電極２０８に電気的に直列に接続されている。
【００２１】
航空機１００は一般的に、電圧信号２３５の印加前は、加速力（即ち重力加速力）が一切かからないようにするため、駐機しているべきである。さもないと、電流２３６の測定中に導電性燃料２３４のスロッシングによって摩耗箇所２２６が空気中に露出するか、または絶縁ワイヤ２１８のキャパシタンスが変化してしまう。
【００２２】
この例では、電源２００は、概して小さく且つ燃料タンク１０２の空洞２２０内の最高電圧の絶縁ワイヤの動作電圧以下である、所定の電圧値を有する電圧信号２３５を生成するように構成されている。例として、電圧信号２３５は、例えば２８ボルト以下であってよい。２８ボルト以下では、一般的には生成される空中のアーク放電のエネルギーは、約２０マイクロジュール以下である。
【００２３】
導電性燃料２３４は、通常、航空機燃料と導電性改良添加剤との燃料混合物である、帯電防止燃料である。導電性改良添加材は、一般的に、例えば例示のジェット燃料といった航空機燃料の導電性を向上する、帯電防止用添加剤または静電気拡散用添加物として知られる。例えば、ジェット燃料は、多数の異なる炭化水素による石油混合物であり、通常は、およそ１導電性単位（ＣＵ）〜約２０ＣＵのオーダーの低い導電性を有する。１ＣＵは１ピコジーメンス／メートル（１ｐＳ／Ｍ）と等しく、即ち１×１０−１２オーム−１メートル−１と等しい。比較のために記すと、脱イオン水は約１０，０００，０００ＣＵの導電性を有している。導電性燃料２３４中に使用されている帯電防止添加剤の例は、コロラド州イングルウッドのＩｎｎｏｓｐｅｃ社製のＳＴＡＤＩＳ（登録商標）４５０であってよい。結果として、導電性燃料２３４は、導電性燃料２３４の発火の可能性を低減している。なぜならば、その導電性が向上していることで、落雷や燃料補給中の静電気の結果として、または導電性燃料２３４が航空機１００の燃料システム内の管やホース、バルブ、もしくはフィルタ内を通過することによって蓄積した、あらゆる静電気を拡散させる助けとなっているからである。
【００２４】
この例で、電源２００及び電極２０８の底部が、接地２１０に電気的に接続された接地平面に当たるように設置されていることは、当業者に理解されよう。その結果、電源２００によって生成された電圧信号２３５は、接地２１０によって電圧ゼロに設定されている接地平面を基準とする大きさを有する、電位となっている。このようにして、この実施例では、電流センサ２０２は、（導電性燃料２３４内に）摩耗２２６が存在しているときに、電源２００から引き込まれる電流２３６の量を測定する。摩耗２２６が存在することによって、電源を巡る回線経路が閉じられ、この回線経路では、絶縁ワイヤ２２４、内部ワイヤ２２２が摩耗して露出しているところ、導電性燃料２３４、燃料タンク壁２１６、及び電極２０８の組み合わせが、電源２００に対するインピーダンス負荷の役割を果たす。これは、電流センサ２０２が、たいていの場合にそうであるように、非常に低いインピーダンスを有していることを前提としている。
【００２５】
電流２３６が所定の値を上回る場合、電流センサ２０２、または信号経路２４４を介して電流センサ２０２と信号通信可能な警報装置２４２は、絶縁ワイヤ２２４上に障害が存在しているという警報信号２４６を送信し得る。例として、電流センサ２０２、または警報装置２４２は、目視点検可能であり得るアナログゲージか、または電流センサ２０２の出力を測定して警報信号２４６を生成するデジタルシステムを含んでいてよい。この例では、障害は、絶縁ワイヤ２２４に摩耗２２６が存在することを表している。なぜならば、電流センサ２０２によって感知される電流２３６の量が、所定の値を上回るからである。警報信号２４６は、アナログまたはデジタルの信号であってよい。例として、所定の値は、摩耗２２６が、約１ｍｍ厚のワイヤ被覆２２４を通る直径約１ｍｍの孔を含んでいるときに警報信号２４６をトリガするようにして、選択されてよい。米国国防省規格ＳＴＡＮ９１−９１は、燃料が５０〜６００ｐＳ／ｍ（５０〜６００×１０−１２ジーメンス／メートル）の範囲の導電性を持つのに十分な帯電防止用添加剤を使用することを、軍用ジェット機に要求している。この導電性範囲の下端では、印加された電圧信号２３５は約２８ボルトと等しいが、このとき摩耗箇所を通る電流２３６は、約１．４×１０−１２アンペアであり、したがって（この例では）所定の値は、約１．４×１０−１２アンペアとなるように選択される。この値は、Ｉｎｔｅｒｓｉｌ  ＩＳＬ２８６３３といった、市販のシングルチップの計装アンプの測定範囲である。
【００２６】
この例では、燃料タンク１０２の空洞２２０は、絶縁ワイヤ２１８を浸漬するのに十分な導電性燃料２３４で充填されている。なぜならば、絶縁ワイヤ２１８は、導電性燃料２３４の燃料レベル２４８よりも下に位置しているからである。
【００２７】
絶縁ワイヤ２１８を航空機の残りのもの（即ち、第１の負荷２３０及び第２の負荷２３２）から分離（ｉｓｏｌａｔｅ）し、それによってＡＷＤＳ１０４の回線経路を、電源２００、電流センサ２０２、絶縁ワイヤ２１８、摩耗２２６、導電性燃料２３４、燃料タンク壁２１６、及び電極２０８を含み、また電源２００に戻る電流経路に限定するために、第１のスイッチ２０４及び第２のスイッチ２０６が使用されるということは、当業者に理解されよう。第１のスイッチ２０４と第２のスイッチ２０６は、マニュアルまたはデジタルのスイッチであってよい。ＡＷＤＳ１０４がその試験法を完了すると、それを受けて、第１のスイッチ２０４及び第２のスイッチ２０６は、閉位置にセットされ、それによって、絶縁ワイヤ２１８は、航空機１００の正常な運航のための、第１の負荷２３０の第２の負荷２３２との電気的接続を継続し得る。
【００２８】
電源２００が、所定の高周波数を有するＡＣ電圧信号２３５を生成するＡＣ電源である場合、第１のスイッチ２０４及び第２のスイッチ２０６は、ＡＣ電圧信号２３５をブロックするように構成された、２つのチョークコイルとして実装されてよい。例として、所定の周波数は、漏れ電流２４０の測定を複雑化し得る無効電流を最小化するようにして選択されてよい。例えば、所定の周波数は、誘導性インピーダンス（２πと、所定の周波数と、絶縁ワイヤ２１８の単位長さ当たりのインダクタンスとの積によって得られる）が容量性インピーダンス（２πと、所定の周波数と、絶縁ワイヤ２１８の単位長さ当たりのキャパシタンスとの積によって得られる値の逆数）と等しく、且つ反対になるようにして選択されてよい。この例では、内部ワイヤ２２２は、約１ミリメートルの直径を有しており、ワイヤ絶縁材２２４はほぼ１である誘電率を有し、磁化率は、ほぼ１である。その結果、内部ワイヤ２２２の誘導性インピーダンスは、約５．４メガヘルツ付近の周波数において、容量性インピーダンスと等しく、反対になっている。通常、内部ワイヤ２２２は、１ミリメートルとほぼ等しいか、１ミリメートルよりも幾分大きい直径を有していてよく、ワイヤ絶縁材２２４は、１にほぼ等しいか、１よりも幾分大きい誘電率を有していてよく、それによって、周波数範囲は、５．４メガヘルツの５倍以内であってよい。
【００２９】
本方法を使用することによって、ＡＷＤＳ１０４は、摩耗したワイヤによる障害が、潜在欠陥としてではなく、航空機１００の「標準整備」手順の一部として分類されるのを可能にする。これによって、燃料タンク１０２の空洞２２０内のワイヤブラケットの数を削減することで、燃料タンク１０２内の、重量と費用のかかる余剰の保護層を取り除くことが可能になる。その結果、航空機１００には、標準整備が予定されてよい。さらに、ＡＷＤＳ１０４によって、燃料タンク１０２の空洞２２０内の摩耗したワイヤの点検の頻度や点検の際に要求される厳格さが低減されてよい。その結果、航空機１００が運航する頻度は上がり、点検のための人件費や他の生じ得るコストは下がるだろう。
【００３０】
図３に、本発明による、ＡＷＤＳ１０４によって実施される方法３００の実施形態の一例のフロー図を示す。方法は３０２でスタートし、燃料タンク１０２の空洞２２０を導電性燃料２３４で充填することによって、３０４に進む。導電性燃料２３４は、燃料レベル２４８よりも下で、絶縁ワイヤ２１８の一部または全部を浸漬する。次に、第１のスイッチ２０４及び第２のスイッチ２０６を開位置にする（開回路を生じさせる）ことによって、絶縁ワイヤ２１８が航空機１００の残りの部分から分離３０６され、絶縁ワイヤ２１８に電圧信号２３５が印加３０８される。印加された電圧信号２３５に対応する漏れ電流（即ち電流２３６）は、電極２０８で受電３１０され、電流センサ２０２によって、電流２３６の量が測定３１２される。電流センサ２０２、または警報システム２４２が、ここで絶縁ワイヤ２１８に摩耗２２６が存在するかどうかを判定３１４する。この判定は、受電した電流２３６が所定の電流レベルを超えているかどうかを判定することに基づく。ここで、方法は終了３１６する。
【００３１】
さらに、本開示は以下の条項による例を含む。
【００３２】
条項１．燃料タンク内の絶縁ワイヤの摩耗を検出する、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）であって、燃料タンクに接触している電極と、電源と、電源、絶縁ワイヤ、及び電極に電気的に直列に接続されている電流センサとを含み、電流センサは、絶縁ワイヤから電極への電流を検出する回路を含む、ＡＷＤＳ。
【００３３】
条項２．燃料タンクが導電性燃料を含む、条項１に記載のＡＷＤＳ。
【００３４】
条項３．燃料タンクが燃料タンク壁を含み、燃料タンク壁は導電性であって、電極が燃料タンク壁に電気的に直列に接続されている、条項１に記載のＡＷＤＳ。
【００３５】
条項４．燃料タンクが燃料タンク壁を含み、燃料タンクは非導電性であって、燃料タンク壁の内面に沿って燃料タンク内に導電性材料を含んでおり、電極が導電性材料に電気的に直列に接続されている、条項１に記載のＡＷＤＳ。
【００３６】
条項５．導電性材料が金属帯である、条項４に記載のＡＷＤＳ。
【００３７】
条項６．電流センサは、絶縁ワイヤと電極の間の電流が所定の電流レベルを上回っている場合に検出する閾値検出器を含む、条項１に記載のＡＷＤＳ。
【００３８】
条項７．絶縁ワイヤに電気的に直列に接続されている少なくとも１つのスイッチをさらに含み、少なくとも１つのスイッチが燃料タンクへの絶縁ワイヤを分離している、条項１に記載のＡＷＤＳ。
【００３９】
条項８．電源が交流電源であり、少なくとも１つのスイッチがチョークコイルである、条項７に記載のＡＷＤＳ。
【００４０】
条項９．燃料タンク、燃料タンク内の絶縁ワイヤ、並びに、燃料タンク内の絶縁ワイヤの摩耗を検出する、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）であって、ＡＷＤＳは、燃料タンクに接触している電極と、電源と、電源、絶縁ワイヤ、及び電極に電気的に直列に接続されている電流センサとを含み、電流センサは、絶縁ワイヤから電極への電流を検出する回路を含む、摩耗ワイヤ検出システム（ＡＷＤＳ）を備える、航空機。
【００４１】
条項１０．燃料タンクが導電燃料を含む、条項９に記載の航空機。
【００４２】
条項１１．燃料タンクが燃料タンク壁を含み、燃料タンク壁は導電性であって、電極が燃料タンク壁に電気的に直列に接続されている、条項９に記載の航空機。
【００４３】
条項１２．燃料タンクが燃料タンク壁を含み、燃料タンクは非導電性であって、燃料タンク壁の内面に沿って燃料タンク内に導電性材料を含んでおり、電極が導電性材料に電気的に直列に接続されている、条項９に記載の航空機。
【００４４】
条項１３．電流センサは、絶縁ワイヤと電極の間の電流が所定の電流レベルを上回っている場合に検出する閾値検出器を含む、条項９に記載の航空機。
【００４５】
条項１４．絶縁ワイヤに電気的に直列に接続されている少なくとも１つのスイッチをさらに含み、少なくとも１つのスイッチが燃料タンクへの絶縁ワイヤを分離している、条項９に記載の航空機。
【００４６】
条項１５．電源が交流電源であり、少なくとも１つのスイッチがチョークコイルである、条項１４に記載の航空機。
【００４７】
条項１６．航空機の燃料タンク内の絶縁ワイヤの摩耗を検出する方法であって、導電性燃料で燃料タンクを充填して絶縁ワイヤを浸漬させることと、電源から絶縁ワイヤに電圧信号を印加することと、燃料タンクの燃料タンク壁に電気的に直列に接続されている電極で電流を受電することであって、受電する電流が電圧信号に対応する、電流を受電することと、絶縁ワイヤに摩耗箇所が存在するかどうかを、受電した電流から判定することと、を含む方法。
【００４８】
条項１７．摩耗が存在するかどうかを判定することは、受信した電流が所定の電流レベルを上回っているかどうか判定することを含む、条項１６に記載の方法。
【００４９】
条項１８．絶縁ワイヤに電気的に直列に接続されている少なくとも１つのスイッチを開位置に切り替えることをさらに含み、少なくとも１つのスイッチが開位置にあるときに少なくとも１つのスイッチが燃料タンクへの絶縁ワイヤを分離している、条項１６に記載の方法。
【００５０】
条項１９．電圧信号を印加することは、所定の周波数を有する交流電圧信号を印加することを含む、条項１８に記載の方法。
【００５１】
条項２０．少なくとも１つのスイッチがチョークコイルである、条項１９に記載の方法。
【００５２】
本発明の範囲から逸脱することなく本発明の様々な態様または詳細を変更し得ることは、理解されるだろう。実施形態は網羅的なものではなく、特許請求されている発明を開示された正確な形態に限定するものではない。さらに、上記の説明は単なる例示を目的としているのに過ぎず、限定を目的とするものではない。変更形態及び変形形態は、上記の記載を考慮することによって可能であるか、または、本発明を実施することによって得られてよい。本発明の範囲は、特許請求の範囲、及びその均等物によって規定される。
【００５３】
示された種々の実施例中のフロー図及びブロック図は、一実施例中の装置及び方法のいくつかの可能な実施形態の構造、機能、及び動作を例示している。これに関し、フロー図またはブロック図中の各ブロックは、１つのモジュール、セグメント、機能、操作もしくはステップの一部、またはこれらの何らかの組み合わせを表わしていてよい。
【００５４】
実施形態のいくつかの代替的な実施例では、ブロックに記載された１つまたは複数の機能が、図中に記載された順序を逸脱して生じてよい。例えば、ある場合には、含まれている機能に応じて、連続して示されている２つのブロックがほぼ同時に実施されること、または時にはブロックが逆順で実施されることもあり得る。また、フロー図またはブロック図に描かれているブロックに加えて、他のブロックが追加されてもよい。
【００５５】
実施形態の種々の例の記載は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的であること、または開示されている形態の実施例に限定することは意図されていない。当業者には、多くの変更形態及び変形形態が明らかになるだろう。さらに、実施形態の種々の例によって、他の好ましい実施例と比べて異なる特徴が提供され得る。選択された１つまたは複数の実施例は、実施例の原理と実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対して、様々な実施例の開示内容と、考慮される具体的な用途に適した様々な修正例の理解を促すために、選択され記載されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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