[发明专利]自动飞机定位系统和方法

说明书

公开了自动飞机定位系统和方法。自动飞机定位系统(100)包括第一飞机(102)和第二飞机(104)，该第一飞机(102)包括一个或多个基准件，该第二飞机(104)包括定位雷达(108)、被配置为控制第二飞机(104)的操作的控制装置(112)以及与定位雷达和控制装置通信的控制单元(110)。该定位雷达被配置为发射雷达发射信号。该一个或多个基准件被配置为接收雷达发射信号并且响应于雷达发射信号而输出一个或多个返回信号(120)。该定位雷达被配置为接收一个或多个返回信号并且从该一个或多个返回信号确定第二飞机相对于第一飞机的位置和定向，或反之亦然。该控制单元(110)被配置为在自动定位模式期间相对于第一飞机(102)自动控制第二飞机。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及自动飞机定位系统和方法，诸如可以在飞行中加燃料过程期间使用的自动飞机定位系统和方法。

背景技术

在飞行期间，可能需要给飞机加燃料。某些飞机被配置为空中加油飞机，这些空中加油飞机被配置为在飞行期间给另一飞机加燃料。例如，空中加油飞机可以包括在飞行期间在空中加油飞机后面延伸的加油套管或锥形管。该加油套管联接至燃料管线。操纵后方飞机到达加油套管的端部，然后将加油套管附接至后方飞机的受油探管的燃料入口。在空中加油飞机的加油套管连接至后方飞机的燃料入口之后，进行后方飞机的飞行期间加燃料。

通常，后方飞机的飞行员相对于空中加油飞机操纵后方飞机。飞行员手动操作后方飞机的控制装置以将受油探管引导至加油套管(接合件)，并确保其间的连接。一旦燃料入口连接至加油套管，那么飞行员继续手动操作后方飞机的控制装置，以确保在给后方飞机加燃料时燃料入口保持联接至加油套管。通常，当向后方飞机加燃料时，飞行员确保后方飞机相对于空中加油飞机保持位置，这称为定位保持。在加燃料过程之后，后方飞机的受油探管与空中加油飞机的加油套管之间的连接断开(脱离)，并且加过燃料的飞机诸如根据特定任务继续飞行。

可以理解，相对于空中加油飞机操纵后方飞机以及在加燃料过程期间手动控制后方飞机(以及空中加油飞机的加油套管)的过程需要高水平的技能和经验。在某些情况下，诸如在湍流期间，飞行员可能难以在实现加油套管与燃料入口之间的连接之前和之后(接合和脱离)相对于空中加油飞机操纵后方飞机。

发明内容

需要用于在飞行中加燃料过程期间自动控制飞机定位(包括位置/定位和/或定向)的系统和方法。此外，需要用于自动保持两个不同飞机之间的相对位置的系统和方法。此外，需要低成本、有效且高效的自动飞机定位系统和方法。

考虑到这些需要，本发明的某些实施例提供了一种自动飞机定位系统，该自动飞机定位系统包括联接至第一飞机的一个或多个基准件。定位雷达、控制装置和控制单元联接至第二飞机。这些控制装置被配置为控制第二飞机的操作。控制单元与定位雷达和控制装置通信。定位雷达被配置为发射雷达发射信号。一个或多个基准件被配置为接收该雷达发射信号并且响应于该雷达发射信号而输出一个或多个返回信号。该定位雷达被配置为接收一个或多个返回信号并且从该一个或多个返回信号确定第二飞机相对于第一飞机的位置。该控制单元被配置为至少部分地基于该第二飞机相对于第一飞机的位置在自动定位模式期间相对于该第一飞机自动控制该第二飞机。

本发明的某些实施例提供了一种自动飞机定位系统，包括第一飞机和第二飞机，该第一飞机包括一个或多个基准件，该第二飞机包括定位雷达、被配置为控制第二飞机的操作的控制装置，以及与定位雷达和控制装置通信的控制单元。定位雷达被配置为发射雷达发射信号。这些基准件被配置为接收该雷达发射信号并且响应于该雷达发射信号而输出一个或多个返回信号。定位雷达被配置为接收返回信号并从返回信号确定第二飞机相对于第一飞机的位置。控制单元被配置为在自动定位模式期间相对于第一飞机自动控制第二飞机。

在至少一个实施例中，定位雷达还被配置为输出指示第二飞机相对于第一飞机的位置和速度(例如，相对位置)的位置信号(其可以包括导航信息)。该控制单元被配置为接收该位置信号并且基于该位置信号自动控制该第二飞机的这些控制装置中的至少一者。