CN106218907B - 一种飞行物油箱及供油系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞行物燃油系统领域，提出一种飞行物油箱及供油系统，飞行物油箱包括：油箱(1)，所述油箱(1)上部分为半球体，下部分为圆柱体；油箱(1)内设置两个腔，储油腔(2)和增压腔(4)，两腔由推油帘(3)隔开，储油腔(2)和增压腔(4)之间气密并同时对外界密封；增压气管(11)与增压腔(4)相通，并从油箱(1)底部中心位置进入增压腔(4)；供油管(6)与储油腔(2)相通，并从油箱(1)顶部中心位置最高点进入储油腔(2)。

Description

一种飞行物油箱及供油系统
技术领域
本发明涉及飞行物燃油系统领域，特别涉及高机动、大过载飞行的飞行物燃油系统设计技术。
背景技术
飞行物发动机工作时需要使用燃油，燃油均储存于飞行物上燃油箱内，并使用供油系统向发动机供给。需要机动飞行的飞行物，其油箱及供油系统除要满足正常飞行姿态供油外，还要适应机动飞行时的要求，具体表现为大过载、倒飞、零及负过载时飞行时，发动机供油不中断。
目前，适应机动飞行油箱及供油装置较多，如倒飞油箱、隔板式过载油箱、弹性袋、柔性吸油管等，这些装置各有特点，能够满足相应产品需求，但也存在不足。如，倒飞油箱适用于过载发生时，剩余燃料较多，且过载时间不长，两次过载发生，有一定时间间隔的大中型飞行物上；隔板式过载油箱适用于过载发生时间和大小既定的飞行物，当飞行条件复杂时，可靠性差；过弹性袋储油量少，结构复杂，使用成本高；柔性吸油管适应机动飞行能力和效果相对较弱，当油箱剩油较少时，可靠性差。
发明内容
本发明的目的：提出一种飞行物油箱及供油系统，以简单的方法实现飞行物燃油装载及高机动、大过载飞行时，燃油可靠供给为目的。
本发明的技术方案：
一种飞行物油箱，包括：
油箱(1)，所述油箱(1)上部分为半球体，下部分为圆柱体；油箱(1)内设置两个腔，储油腔(2)和增压腔(4)，两腔由推油帘(3)隔开，储油腔(2)和增压腔(4)之间气密并同时对外界密封；增压气管(11)与增压腔(4)相通，并从油箱(1)底部中心位置进入增压腔(4)；供油管(6)与储油腔(2)相通，并从油箱(1)顶部中心位置最高点进入储油腔(2)；
飞行时，通过增压气管(11)向油箱(1)内增压腔(4)充入增压空气，推油帘(3)向储油腔(2)移动，燃油从供油管(6)流出；
加油时，燃油从供油管(6)流入，推油帘(3)向增压腔(4)移动，增压腔(4)内的空气从增压气管(11)排出油箱(1)。
飞行时，向增压腔(4)充增压空气，推油帘(3)向储油腔(2)移动，当推油帘(3)完全展开后，其外形与储油腔(2)内形相同，但是不贴合，两者间均匀保有3mm间隙。
推油帘(3)采用聚酯纤维气密布,厚度1mm。
推油帘(3)安装在油箱(1)下部的圆柱体(13)内，采用粘接的方法固定；粘接剂为环氧树脂,粘接工艺保证粘接部位不会拉脱，同时保证增压腔(4)与储油腔(2)之间气密。
油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力。
油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力的1.5倍。
一种飞行物供油系统，包括：如上文所述的飞行物油箱；所述飞行物油箱的供油管(6)穿过油滤(7)与发动机(8)连接，供油管(6)上高于飞行物油箱的位置设置有加油口(5)；所述飞行物油箱的增压气管(11)分别与开关(9)和减压阀(10)连接；
飞行时，接通增压气源，高压气体经减压阀(10)减压至发动机所需的增压压力后，通过增压气管(11)进入油箱(1)底部的增压腔(4)，此时，推油帘(3)在增压气体作用下向上运动并挤压储油腔中燃油，储油腔中燃油被挤压后，通过供油管(6)和油滤(7)进入发动机(8)；
加油时，打开开关(9)，使增压腔(4)通大气，推油帘(3)回落皱褶于油箱底部，打开加油口(5)使储油腔(2)通大气；将加油枪伸入加油口(5)，向储油腔(2)内重力加油；随着储油腔(2)中燃油的增多，燃油重量增加，皱褶于油箱底部的推油帘(3)被逐渐压平，期间，推油帘(3)下部增压腔(4)内原来留有空气受挤压，通过开关(9)排出大气；加油过程中，储油腔(2)中空气由加油口(5)排出大气；当燃油将要溢出加油口(5)时，预示油箱加满，停止加油，然后关闭加油口(5)和开关(9)，加油完毕。
本发明的优点：
a)本发明采用推油帘增压及油气分离技术，供油可靠，可保证飞行物横滚、倒飞、零及负过载飞行时，发动机供油不中断；
d)本发明结构简单、便于实施且成本低，飞行物可以不限时机及时间长短的进行机动飞行；
c)油箱内燃油几乎可以完全用完，不存在剩余燃油，燃油要用尽时，还能保证飞行物高机动飞行，为此，特别适合一次性使用的无人机或相应产品；
d)本发明油箱内推油帘采用聚酯纤维气密布，强度高、抗老化性能好，寿命长。
附图说明：
图1(a)为推油帘(3)皱褶与油箱(1)底部的示意图。
图1(b)为推油帘(3)被增压空气充满后完全展开于油箱(1)内的示意图。
图2(a)为油箱及供油系统开始加油状态示意图。
图2(b)为油箱及供油系统加油过程状态示意图。
图2(c)为油箱及供油系统加满油状态示意图。
图3(a)为供油系统开始供油状态示意图。
图3(b)为供油系统供油进行状态示意图。
图3(c)为供油系统供油结束状态示意图。
图4(a)为油箱内推油帘皱褶与油箱底部状态示意图。
图4(b)为油箱内推油帘展开后状态示意图。
图5(a)为图4(b)的详图Ⅰ。
图5(b)为图4(a)的详图Ⅱ。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
一种飞行物油箱，如图1、2、3、4、5所示，包括：
油箱(1)，所述油箱(1)上部分为半球体，下部分为圆柱体；油箱(1)内设置两个腔，储油腔(2)和增压腔(4)，两腔由推油帘(3)隔开，储油腔(2)和增压腔(4)之间气密并同时对外界密封；增压气管(11)与增压腔(4)相通，并从油箱(1)底部中心位置进入增压腔(4)；供油管(6)与储油腔(2)相通，并从油箱(1)顶部中心位置最高点进入储油腔(2)；
飞行时，通过增压气管(11)向油箱(1)内增压腔(4)充入增压空气，推油帘(3)向储油腔(2)移动，燃油从供油管(6)流出；
加油时，燃油从供油管(6)流入，推油帘(3)向增压腔(4)移动，增压腔(4)内的空气从增压气管(11)排出油箱(1)。
飞行时，向增压腔(4)充增压空气，推油帘(3)向储油腔(2)移动，当推油帘(3)完全展开后，其外形与储油腔(2)内形相同，但是不贴合，两者间均匀保有3mm间隙。
推油帘(3)采用聚酯纤维气密布,厚度1mm。
推油帘(3)安装在油箱(1)下部的圆柱体(13)内，采用粘接的方法固定；粘接剂为环氧树脂,粘接工艺保证粘接部位不会拉脱，同时保证增压腔(4)与储油腔(2)之间气密。
油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力。
油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力的1.5倍。
一种飞行物供油系统，包括：如上文所述的飞行物油箱；所述飞行物油箱的供油管(6)穿过油滤(7)与发动机(8)连接，供油管(6)上高于飞行物油箱的位置设置有加油口(5)；所述飞行物油箱的增压气管(11)分别与开关(9)和减压阀(10)连接；
飞行时，接通增压气源，高压气体经减压阀(10)减压至发动机所需的增压压力后，通过增压气管(11)进入油箱(1)底部的增压腔(4)，此时，推油帘(3)在增压气体作用下向上运动并挤压储油腔中燃油，储油腔中燃油被挤压后，通过供油管(6)和油滤(7)进入发动机(8)；
加油时，打开开关(9)，使增压腔(4)通大气，推油帘(3)回落皱褶于油箱底部，打开加油口(5)使储油腔(2)通大气；将加油枪伸入加油口(5)，向储油腔(2)内重力加油；随着储油腔(2)中燃油的增多，燃油重量增加，皱褶于油箱底部的推油帘(3)被逐渐压平，期间，推油帘(3)下部增压腔(4)内原来留有空气受挤压，通过开关(9)排出大气；加油过程中，储油腔(2)中空气由加油口(5)排出大气；当燃油将要溢出加油口(5)时，预示油箱加满，停止加油，然后关闭加油口(5)和开关(9)，加油完毕。
实施例
本发明结构如下：
以下叙述参照附图4：
a)根据飞行物内部安装空间，确定上部为半球体，下部为圆柱体的油箱(1)外形和容积，同时，油箱(1)内的储油腔(2)所能装载的燃油应等于飞行器所需装载的燃油量；
b)设计并制造油箱(1)上部的半球体(12)，下部的圆柱体(13)，采用铝合金或耐油高分子热塑材料，使用铸造、模压、注塑等方法成形；
以下叙述参照图5(a)：
c)设计并制造推油帘(3)，使用聚酯纤维气密布为材料,厚度1mm；其完全展开后的形状与储油腔(2)的内形相同，但是比储油腔(2)的内形小3mm,以便两者间均匀保有3mm间隙。间隙太大，余油太多；间隙太小，阻碍燃油流动。
以下叙述参照图5(b)：
d)油箱(1)内部的增压腔(4)与储油腔(2)采用推油帘(3)分割而形成，推油帘(3)安装在油箱(1)下部的圆柱体内(13)，采用粘接的方法固定；粘接剂为环氧树脂,粘接工艺应保证粘接部位由足够的抗拉强度，同时保证增压腔(4)与储油腔(2)之间气密；
以下叙述参照图4(a)、(b)：
e)采用焊接(或热容焊)的方法，将油箱(1)上部半球体(12)与下部的圆柱体(13)连接；
f)对油箱(1)中的储油腔(2)、增压腔(4)进行相互之间的密封性及外部密封检查；
以下叙述参照图1(a)、(b)：
g)按附图1所示，将油箱(1)、加油口(5)、供油管(6)、油滤(7)、增压气管(11)、开关(9)、减压阀(10)在飞行器中安装并连接；
h)对安装好的油箱及供油系统进行密封性检查。
本发明工作原理：
a)油箱及供油系统未使用状态：以下叙述参照附图1(a)，油箱(1)中的储油腔(2)内无燃油，增压腔(4)内无增压空气，推油帘(3)在重力的作用下皱褶于油箱的底部，开关(9)和加油口(5)处于关闭位置，油箱及供油系统处于未使用状态。
b)油箱及供油系统使用状态1(燃油加注)：以下叙述参照附图2(a)、(b)、(c)，打开开关(9)，使增压腔(4)通大气，打开加油口(5)使储油腔(2)通大气；将加油枪伸入加油口(5)，向储油腔(2)内重力加油；随着储油腔(2)中燃油的增多，燃油重量增加，皱褶于油箱底部的推油帘(3)被逐渐压平。期间，推油帘(3)下部增压腔(4)内原来留有空气受挤压，通过开关(9)排出大气；加油过程中，储油腔(2)中空气由加油口(5)排出大气。当燃油将要益出加油口(5)时，预示油箱加满，停止加油，然后关闭加油口(5)和开关(9)，加油完毕。
图2中(a)、(b)、(c)分别为开始加油状态，加油进行状态和加油结束状态(油箱加满状态)示意。
c)油箱及供油系统使用状态2(向发动机供油)：以下叙述参照附图3，接通增压气源，高压气体经减压阀(10)减压至发动机所需的增压压力后，通过增压气管(11)进入油箱(1)底部的增压腔(4)，此时，推油帘(3)在增压气体作用下向上运动并挤压储油腔中燃油，储油腔中燃油被挤压后，通过供油管(6)和油滤(7)进入发动机。图3中(a)、(b)、(c)分别为开始供油状态，供油进行状态和供油结束状态(油箱用空状态)示意。
本发明特点在于:
以下叙述参照附图4(a)：
a)油箱(1)外形为矩形和四分之一圆平面的回转体，即圆柱与半球相切体；油箱(1)上部分为半球体，下部分为圆柱体；
b)油箱(1)内设置两个腔，储油腔(2)和增压腔(4)，两腔由推油帘(3)隔开，储油腔(2)和增压腔(4)之间气密并同时对外界密封；
c)油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力；
以下叙述参照取之图4(b)、图5(a)：
d)向增压腔(4)充增压空气，推油帘(3)逐渐展开，当推油帘(3)完全展开后，其外形与储油腔(2)内形相同，但是不贴合，两者间均匀保有3mm间隙；
e)推油帘(3)采用聚酯纤维气密布,厚度1mm；
以下叙述参照图1：
f)向油箱(1)内增压腔(4)充入的增压空气压力和流量由减压阀(10)控制,增压气体来之气源(发动机或储气瓶)；
以下叙述参照图2：
g)燃油通过加油口(5)加入油箱(1)内储油腔(2)，加油口(5)位置高于油箱(1)，采用重力加油，加油的同时，储油腔(2)内的气体从加油口(5)排出；增压腔(4)内的气体从开关(9)排出；
以下叙述参照图4：
h)增压气管(11)与增压腔(4)相通，并从油箱(1)底部中心位置进入增压腔(4)；供油管(6)与储油腔(2)相通，并从油箱(1)顶部中心位置(最高点)进入储油腔(2)；
以下叙述参照图1：
i)油滤(7)用于过滤进入发动机的燃油，保证发动机用油清洁；
以下叙述参照图2：
j)油箱及供油系统可重复使用，飞行器降落后再次飞行时，可通过加油口(5)将油箱(1)内储油腔(2)再次加满燃油，加油时必须把增压腔(4)内的增压空气排出，方法是打开开关(9)，加油结束后，关闭开关(9)。

Claims (6)

1.一种飞行物油箱，其特征在于，包括：
油箱(1)，所述油箱(1)上部分为半球体，下部分为圆柱体；油箱(1)内设置两个腔，储油腔(2)和增压腔(4)，两腔由推油帘(3)隔开，储油腔(2)和增压腔(4)之间气密并同时对外界密封；增压气管(11)与增压腔(4)相通，并从油箱(1)底部中心位置进入增压腔(4)；供油管(6)与储油腔(2)相通，并从油箱(1)顶部中心位置最高点进入储油腔(2)；
飞行时，通过增压气管(11)向油箱(1)内增压腔(4)充入增压空气，推油帘(3)向储油腔(2)移动，燃油从供油管(6)流出；
加油时，燃油从供油管(6)流入，推油帘(3)向增压腔(4)移动，增压腔(4)内的空气从增压气管(11)排出油箱(1)；
飞行时，向增压腔(4)充增压空气，推油帘(3)向储油腔(2)移动，当推油帘(3)完全展开后，其外形与储油腔(2)内形相同，但是不贴合，两者间均匀保有3mm间隙。
2.如权利要求1所述的一种飞行物油箱，其特征在于，
推油帘(3)采用聚酯纤维气密布,厚度1mm。
3.如权利要求1所述的一种飞行物油箱，其特征在于，
推油帘(3)安装在油箱(1)下部的圆柱体(13)内，采用粘接的方法固定；粘接剂为环氧树脂,粘接工艺保证粘接部位不会拉脱，同时保证增压腔(4)与储油腔(2)之间气密。
4.如权利要求1所述的一种飞行物油箱，其特征在于，油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力。
5.如权利要求4所述的一种飞行物油箱，其特征在于，油箱(1)内储油腔(2)和增压腔(4)，其承压能力大于发动机所需的最大供油压力的1.5倍。
6.一种飞行物供油系统，其特征在于，包括：如权利要求1所述的飞行物油箱；所述飞行物油箱的供油管(6)穿过油滤(7)与发动机(8)连接，供油管(6)上高于飞行物油箱的位置设置有加油口(5)；所述飞行物油箱的增压气管(11)分别与开关(9)和减压阀(10)连接；
飞行时，接通增压气源，高压气体经减压阀(10)减压至发动机所需的增压压力后，通过增压气管(11)进入油箱(1)底部的增压腔(4)，此时，推油帘(3)在增压气体作用下向上运动并挤压储油腔中燃油，储油腔中燃油被挤压后，通过供油管(6)和油滤(7)进入发动机(8)；
加油时，打开开关(9)，使增压腔(4)通大气，推油帘(3)回落皱褶于油箱底部，打开加油口(5)使储油腔(2)通大气；将加油枪伸入加油口(5)，向储油腔(2)内重力加油；随着储油腔(2)中燃油的增多，燃油重量增加，皱褶于油箱底部的推油帘(3)被逐渐压平，期间，推油帘(3)下部增压腔(4)内原来留有空气受挤压，通过开关(9)排出大气；加油过程中，储油腔(2)中空气由加油口(5)排出大气；当燃油将要溢出加油口(5)时，预示油箱加满，停止加油，然后关闭加油口(5)和开关(9)，加油完毕。
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