飛行器油箱油量檢測專利技術(shù)綜述

丁長驥

摘? 要：文章主要基于DWPI和CPRS數(shù)據(jù)庫，通過檢索、統(tǒng)計(jì)、分類整理和分析國內(nèi)外飛行器油箱油量檢測技術(shù)的專利申請文件，對申請量、專利申請國分布、技術(shù)原創(chuàng)國、重點(diǎn)申請人及重要專利技術(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，梳理了各種飛行器油箱油量檢測的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，最后結(jié)合審查員工作中的實(shí)際案例來展現(xiàn)專利技術(shù)分析對審查工作的重要作用。

關(guān)鍵詞：飛行器;油量;油位;專利;技術(shù)綜述

中圖分類號：T-18? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）10-0022-03

Abstract： This paper is mainly based on DWPI and CPRS database， through retrieval， statistics， classification and analysis of domestic and foreign aircraft fuel tank oil detection technology patent application documents. Then， thepaper makes statistics and analysis on the number of applications， the distribution of patent application countries， the countries of original technology， the key applicants and the important patent technologies， and deals with the technical development context of the oil quantity detection of various aircraft fuel tanks. Finally， based on the actual cases in the work of the examiner， it shows the important role of patent technology analysis in the examination work.

Keywords： aircraft; oil quantity; oil level; patent; technology review

引言

飛行器油箱中的剩余油量是評估飛行器續(xù)航能力、確保飛行安全的重要指標(biāo)，在飛行過程中實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測量油箱內(nèi)剩余油量能提高飛行器的飛行品質(zhì)和安全性。飛行器油箱外形、結(jié)構(gòu)難以用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述的，這就為油量檢測帶來了很大困難。在飛行器油量檢測中，油量檢測傳感器種類、傳感器數(shù)量、傳感器布局以及飛行姿態(tài)是影響油量檢測準(zhǔn)確性的幾個(gè)重要的因素。

不同的傳感器其測量精度和使用成本不同，而傳感器的數(shù)量對測量結(jié)果以及整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本有很大影響。油量檢測系統(tǒng)中不合理的傳感器布局可能造成油箱中仍有大量剩余油料時(shí)，檢測系統(tǒng)無法檢測。飛行器飛行中不同的飛行姿態(tài)對油量檢測結(jié)果有一定的影響，飛行器油量檢測總是和一定的飛行姿態(tài)相關(guān)的，因此，修正或減少姿態(tài)誤差就成為飛機(jī)燃油量檢測必須考慮的問題[1]。

隨著我國目前各種類型飛機(jī)項(xiàng)目的順利進(jìn)展與大飛機(jī)，直20等新型等的試飛成功，我國飛行器研制邁上了一個(gè)新的臺階。而飛行器油量檢測技術(shù)，屬于飛行器一個(gè)重要的技術(shù)方面，因而，有必要對飛行器的油量檢測進(jìn)行必要的探討。

1 飛行器油箱油量檢測技術(shù)的基本概況

飛行器油量檢測技術(shù)自飛行器發(fā)明以來，便成為了飛行器研制中的重要部分，研究人員與技術(shù)人員就一直在研究探索提高飛行器油量檢測精度的最佳途徑，研究范圍包含了機(jī)械、電、光、電磁、輻射、超聲波等，這其中的很多方法因制造成本和實(shí)現(xiàn)難度等原因而未能應(yīng)用[2]。在美英等國家，二代飛機(jī)上廣泛采用模擬式油量測量系統(tǒng)，三代飛機(jī)廣泛采用油量和耗量相結(jié)合的測量方法。在八十年代初期，英美等國在飛機(jī)燃油測量技術(shù)方面提出了一種新型的數(shù)字式燃油測量系統(tǒng)。

從傳感器方面來說，在國外，目前廣泛使用的還是電容式油量測量傳感器，同時(shí)在新型飛行器上開始使用超聲波的新型傳感器，在第四代戰(zhàn)斗機(jī)上徹底脫離了電容式油量測量系統(tǒng)，同步研制的油量測量傳感器還有光纖傳感器和磁致伸縮傳感器等。近些年，光纖視覺傳感器開始應(yīng)用于燃油油量測量系統(tǒng)中，提出了很多關(guān)于光纖視覺傳感器方面的方案[3]。

2 飛行器油箱油量檢測專利技術(shù)狀況分析

本文主要針對飛行器油箱油量檢測方面的專利技術(shù)進(jìn)行研究，選取中文專利數(shù)據(jù)庫CPRSABS和英文專利數(shù)據(jù)庫DWPI進(jìn)行檢索。檢索使用的主要IPC分類號涉及G01F1/00、G01F1/66、G01F23/00、G01F23/16、G01F23/24、G01F23/28、G01F23/30等。中文關(guān)鍵詞包括：燃油，汽油，油料，燃料，油位，油面，油量，飛機(jī)，飛行器，航空，客機(jī)，飛航，機(jī)體，機(jī)身，直升機(jī)等，英文關(guān)鍵詞包括：fuel，oil，gas，gasoline，petrol，diesel，airplane+，aero+，aircraft+，helicopter+，plane等。結(jié)合數(shù)據(jù)庫中申請日、申請人、公司代碼、摘要、權(quán)利要求、被引證次數(shù)和同族情況等信息，對飛行器油箱油量檢測的專利申請量、技術(shù)原創(chuàng)國分布、申請目標(biāo)國以及重要申請人4個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

2.1 申請量年度分布

飛行器油箱油量檢測技術(shù)專利申請的年度分布如圖2所示?？梢钥闯?，全球范圍內(nèi)有關(guān)飛行器油箱油量檢測專利申請興起于20世紀(jì)70年代，并在隨后的30年間保持較平穩(wěn)的申請量。20世紀(jì)70年代至2000年，全球范圍內(nèi)基本上所有飛行器油箱油量檢測的專利申請都來自美國、英國、法國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家以及傳統(tǒng)航空強(qiáng)國俄羅斯。20世紀(jì)90年代末，我國關(guān)于飛行器油箱油量檢測的研究開始興起，并開始對飛行器油箱油量檢測研發(fā)成果進(jìn)行專利申請。我國飛行器油箱油量檢測專利申請量的趨勢與全球申請量趨勢相同，在20世紀(jì)70年代至90年代末，超聲波、葉輪流量計(jì)與電容式、超聲波、光纖液位傳感器都各有一定數(shù)量的申請量。在2000左右具有一個(gè)申請量的小高峰，主要是由于我國對于飛行器油箱油量檢測的研究起步。20世紀(jì)后，我國與全球申請量同步穩(wěn)步增長，占有比重也有所提高，由于我國飛機(jī)研究的不斷進(jìn)展，飛行器油箱油量檢測技術(shù)也不斷進(jìn)步，在近年的申請量中，我國原創(chuàng)技術(shù)也不斷增長。

2.2 技術(shù)原創(chuàng)國分布

為了比較各國在飛行器油箱油量檢測領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)水平，本文選擇原創(chuàng)國這一指標(biāo)進(jìn)行分析，在多個(gè)同族申請中，只按原創(chuàng)國統(tǒng)計(jì)一次。由圖3可知，美國、中國、俄羅斯、英國、日本、德國是專利申請的主要原創(chuàng)國，上述七個(gè)國家的申請量占到了全球申請總量的八成，其中美國和中國各占全球申請總量的約二分之一。飛行器油箱油量檢測是飛行器中的重要技術(shù)，英美屬于飛行器的起步國家，積累了大量的技術(shù)儲備。在之后，蘇聯(lián)作為航空器的另一發(fā)展強(qiáng)國對飛行器的研究貢獻(xiàn)了巨大的力量，因而，美國、蘇聯(lián)、歐洲作為三個(gè)主要的飛行器油箱油量檢測技術(shù)原創(chuàng)國這樣的分布占據(jù)了很長時(shí)間。

進(jìn)入21世紀(jì)后，我國飛機(jī)研究進(jìn)入快速發(fā)展的階段，因而，在飛行器油箱油量檢測領(lǐng)域，近年來我國的專利所占據(jù)的原創(chuàng)比重也有很大提高。

2.3 專利申請目標(biāo)國分布

對飛行器油箱油量檢測專利申請的所在國家和地區(qū)產(chǎn)權(quán)組織分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到專利申請地域分布圖，如圖4所示。從圖中可以看出，美國、歐洲、俄羅斯和中國是申請大國，共同占據(jù)了所有專利申請的八成，美國、歐洲是傳統(tǒng)的飛機(jī)市場，俄羅斯屬于傳統(tǒng)的飛機(jī)強(qiáng)國之一，蘇式飛機(jī)屬于飛機(jī)發(fā)展的重要一支。美國的波音公司與歐洲的空客公司，俄羅斯的聯(lián)合航空制造集團(tuán)公司都是全球重要的飛機(jī)生產(chǎn)廠商。德國、日本屬于傳感器的工業(yè)強(qiáng)國，因而，在飛行器油箱油量檢測中的傳感器設(shè)計(jì)中占有重要地位。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國飛機(jī)研究起步，因而，在飛行器油箱油量檢測領(lǐng)域，我國的飛行器油箱油量檢測技術(shù)方面申請量增加。

同時(shí)，我國對于飛行器具有很大的需求量，屬于新興發(fā)展的航空器市場，所以各飛機(jī)公司對準(zhǔn)我國，提交了大量申請，以達(dá)到占據(jù)市場的目的。

2.4 重要申請人

從該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展可以看出，在飛行器油箱油量檢測領(lǐng)域中的前五位申請人中有三個(gè)美國公司，西蒙茲精密、史密斯集團(tuán)以及波音，還有歐洲的空客與俄羅斯的TEKHPRIBOR，如圖5所示。美國是全球飛行器生產(chǎn)與應(yīng)用最大的市場。其中，西蒙茲精密是美國一家生產(chǎn)各種精密傳感器的供應(yīng)商，在各種傳感器的技術(shù)方面都具有重要一席;史密斯集團(tuán)屬于一家跨國跨領(lǐng)域的龐大集團(tuán)，在傳感器設(shè)計(jì)與制造方面具有強(qiáng)大的工業(yè)能力。波音公司是全球航空航天業(yè)的領(lǐng)袖公司，也是世界上最大的民用和軍用飛機(jī)制造商之一。此外，波音公司設(shè)計(jì)并制造旋翼飛機(jī)、電子和防御系統(tǒng)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、發(fā)射裝置、以及先進(jìn)的信息和通訊系統(tǒng)。

空中客車公司是歐洲一家飛機(jī)制造、研發(fā)公司，1970年12月于法國成立?？罩锌蛙嚬镜墓煞萦蓺W洲宇航防務(wù)集團(tuán)公司（EADS）100%持有?？罩锌蛙嚬咀鳛橐粋€(gè)歐洲航空公司的聯(lián)合企業(yè)，其創(chuàng)建的初衷是為了同波音和麥克唐納·道格拉斯那樣的美國公司競爭。空中客車公司也是全球最大的飛機(jī)生產(chǎn)廠商之一。

俄羅斯的TEKHPRIBOR屬于俄羅斯重要的飛機(jī)、飛行器儀器等領(lǐng)域的重要生產(chǎn)廠商。我國由于飛機(jī)研發(fā)起步晚，技術(shù)相對落后，因而，并沒有在飛行器油箱油量檢測領(lǐng)域中具有排名靠前的申請人，但是近年來我國大飛機(jī)以及一系列其他項(xiàng)目的研制成功，預(yù)示我國在飛行器領(lǐng)域會(huì)有越來越大的作為。

3 結(jié)束語

本文詳細(xì)梳理了飛行器油箱油位檢測的分類和發(fā)展情況，并對飛行器油箱油位檢測從申請量分布、申請目標(biāo)國、技術(shù)原創(chuàng)國、重要申請人等方面進(jìn)行了進(jìn)一步分析，有助于相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人員全面了解飛行器油箱油位檢測技術(shù)的基本發(fā)展態(tài)勢，有助于進(jìn)一步提高該領(lǐng)域?qū)彶樾芎蛯彶橘|(zhì)量，促進(jìn)該領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

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