CN114228975A - 一种无人机多舱整体式油箱 - Google Patents
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Abstract
一种无人机多舱整体式油箱，包括若干个相邻的储油舱，若干个储油舱上装设有将储油舱连通并用于运输燃油的连通结构，若干个储油舱外装设有将储油舱包裹在一起用以提升储油舱强度与密封性的中间层，中间层外部包裹有提升中间层强度的外壳，外壳上装设有向储油舱内供油和出油的进出油机构以及向储油舱内加压的增压机构；若干个储油舱通过中间层将若干个储油舱内侧的密封剂层和加强框及隔框包裹在一起，在中间层表面再包裹一层外壳，形成密封剂层、中间层与蒙皮的三层密封结构，使整体油箱的密封性得到大幅提升，多舱式整体油箱是无人机机身的一部分，其所有框与主梁具有承载功能，实现了油箱结构与机身结构高度融合，实现了承载和储油两个主要功能。
Description
技术领域
本发明涉及无人机油箱技术领域，尤其涉及一种无人机多舱整体式油箱。
背景技术
很多长航时无人机以燃油为动力，需要在无人机机身上设置一个大容量油箱，用于储存所需容量的燃油。使用复合材料油箱可以进一步降低结构重量、提高巡航时间。采用涡喷发动机为无人机提供动力，可实现无人机高亚声速或超声速巡航状态。为了保证发动机在无人机的各种飞行姿态下能持续供油，复合材料整体油箱中至少需要两个舱段来保证油泵持续不间断取油，这种多舱式油箱设计加大了复合材料油箱的成型难度，承载式整体油箱结构中除了油箱本体结构外还有主梁和隔框等承力件，在油箱本体结构中融合主承力件对油箱的密封性提出了更高的要求，此外伞降型或滑跑型无人机还对富油状态着陆时油液冲击载荷作用下的油箱密封性提出了更高要求，而传统的油箱密封方式以及多次成型的油箱成型工艺难以满足此要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种承载能力强、密封性好以及易于成型的无人机多舱整体式油箱。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种无人机多舱整体式油箱，包括若干个相邻的储油舱，若干个所述储油舱上装设有将若干个储油舱连通并用于运输燃油的连通结构，若干个所述储油舱外装设有将储油舱包裹在一起用以提升储油舱强度与密封性的中间层，所述中间层外部还包裹有用于提升中间层强度的外壳，所述外壳上装设有向储油舱内供油和出油的进出油机构，所述外壳上还装设有向储油舱内加压的增压机构。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述外壳包括套装在中间层上的蒙皮，所述蒙皮的两端装设有将中间层包裹在内的前端框与后端框。
所述进出油机构包括向单个或多个储油舱内供油的进油组件以及从单个储油舱内取油的出油组件。
所述进油组件包括开设于储油舱上并向中间层与蒙皮贯通的法兰安装口，所述法兰安装口内装设有进油法兰，所述进油法兰与储油舱之间套装有防止储油舱内燃油泄漏的第一密封圈，所述进油法兰上还开设有加注口，所述加注口内可拆卸地安装有加注端盖，所述进油法兰上于靠近加注端盖一侧开设有第一密封槽，所述第一密封槽内装设有第二密封圈，所述加注端盖上于加注口内成型有第二密封槽，所述第二密封槽内安装有第三密封圈。
所述出油组件包括穿设于储油舱、中间层与后端框上的出油管，所述出油管位于外壳外的一端上成型有对出油管进行限位的出油挡台，所述出油管位于储油舱内的一端上装设有用于固定出油管并防止储油舱内燃油泄漏的出油压紧螺母。
所述增压机构穿设于储油舱、中间层与前端框上的增压管，所述增压管位于前端框外的一端成型有对增压管进行限位的增压挡台，所述增压管位于储油舱内的一端上装设有用于固定增压管并防止储油舱内燃油泄漏的增压压紧螺母。
所述连通结构包括从上一个储油舱内的底部将燃油运输至下一个储油舱内的运输管，所述运输管于其中一个储油舱内的一端上成型有对运输管进行限位的运输挡台，所述运输管于另外一个储油舱内的一端上装设有用于固定运输管并防止储油舱内燃油泄漏的连通压紧螺母。
两个相邻的所述储油舱之间装设有用于提升储油舱强度的隔框。
所述储油舱上成型有向储油舱内凹陷的加强槽，所述加强槽内装设有与加强槽贴合的加强框，所述加强框与中间层之间填充有PMI泡沫层。
所述蒙皮内装设有机翼安装接口件，所述机翼安装接口件上成型有向蒙皮外延伸的固定柱，所述固定柱与无人机机翼连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
若干个储油舱通过中间层能够将若干个储油舱内侧的密封剂层和加强框及隔框包裹在一起，然后在中间层表面再包裹一层外壳蒙皮，形成密封剂层、中间层与外壳蒙皮的三层密封结构，使整体油箱的密封性得到大幅提升；
多舱式整体油箱是无人机机身的一部分，其所有框与主梁具有承载功能，实现了油箱结构与机身结构高度融合，实现了承载和储油两个功能；
通过拆装进出油机构，可对储油舱内部进行人工修补操作，实现了整体油箱的可维护性；此外，可以通过拆装进出油机构来方便安装储油舱之间的连通结构，显著降低了整体油箱的成型工艺难度。
附图说明
图1是本发明一种无人机多舱整体式油箱的内部结构立体图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是图1中B处的局部放大图；
图4是图1中C处的局部放大图；
图5是图1中D处的局部放大图；
图6是图1中E处的局部放大图。
图中各标号表示：
1、储油舱；11、隔框；12、加强槽；13、加强框；14、PMI泡沫层；2、连通结构；21、运输管；22、运输挡台；23、连通压紧螺母；3、中间层；4、外壳；41、蒙皮；411、主梁；42、前端框；43、后端框；44、机翼安装接口件；45、固定柱；5、进出油机构；51、进油组件；511、法兰安装口；512、进油法兰；513、第一密封圈；514、加注口；515、加注端盖；516、第一密封槽；517、第二密封圈；518、第二密封槽；519、第三密封圈；52、出油组件；521、出油管；522、出油挡台；523、出油压紧螺母；6、增压机构；61、增压管；62、增压挡台；63、增压压紧螺母。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1至图6示出了本发明一种无人机多舱整体式油箱的一种实施例，包括若干个相邻的储油舱1，若干个储油舱1上装设有将若干个储油舱1连通并用于运输燃油的连通结构2，若干个储油舱1外装设有将储油舱1包裹在一起用以提升储油舱1强度与密封性的中间层3，中间层3外部还包裹有用于提升中间层3强度的外壳4，外壳4上装设有向储油舱1内供油和出油的进出油机构5，外壳4上还装设有向储油舱1内加压的增压机构6。若干个储油舱1通过中间层3能够将若干个储油舱1包裹在一起，然后在中间层3表面再包裹一层外壳4，通过进出油机构5能够向储油舱1内补充燃油，并且能够从储油舱1内将燃油运输至外部无人机，通过连通结构2能够将若干个储油舱1连通起来并将燃油从其中一个储油舱1运输至另一个储油舱1，通过增压机构6能够向储油舱1内加压，能够将其中一个储油舱1内的燃油通过连通结构2在压力的作用下运输至另一个储油舱1，通过中间层3能够将若干个储油舱1包裹在一起，并且能够提升储油舱1的强度与密封性，通过在中间层3上包裹外壳4能够提升中间层3的强度，通过储油舱1、中间层3与外壳4能够实现三层密封，密封性得到大幅提升，通过拆装进出油机构5可对储油舱1内部进行人工修补操作，实现了整体油箱的可维护性；此外，可以通过拆装进出油机构5来方便安装储油舱1之间的连通结构2，显著降低了整体油箱的成型工艺难度。
作为上述技术方案的进一步改进：
本实施例中，外壳4包括套装在中间层3上的蒙皮41，蒙皮41的两端装设有将中间层3包裹在内的前端框42与后端框43。蒙皮41为复合材料铺层，与无人机机身一体成型，蒙皮41上成型有主梁411，能够提升蒙皮41的强度，前端框42与后端框43断面为工字型，并与蒙皮41通过螺栓连接，前端框42和后端框43可以为高强度铝合金框或复合材料框，与无人机机身一体成型，通过蒙皮41、前端框42以及后端框43能够包裹在中间层3的表面，能够防止中间层3直接暴露在最外部，进而提升中间层3的强度，并且能够进一步提升中间层3的密封性。
本实施例中，进出油机构5包括向单个或多个储油舱1内供油的进油组件51以及从单个储油舱1内取油的出油组件52。能够在多个储油舱1上布置有向储油舱1内供油的进油组件51，出油组件52能够从其中一个储油舱1内进行取油。
本实施例中，进油组件51包括开设于储油舱1上并向中间层3与蒙皮41贯通的法兰安装口511，法兰安装口511内装设有进油法兰512，进油法兰512与储油舱1之间套装有防止储油舱1内燃油泄漏的第一密封圈513，进油法兰512上还开设有加注口514，加注口514内可拆卸地安装有加注端盖515，进油法兰512上于靠近加注端盖515一侧开设有第一密封槽516，第一密封槽516内装设有第二密封圈517，加注端盖515上于加注口514内成型有第二密封槽518，第二密封槽518内安装有第三密封圈519。腰圆形的进油法兰512可以在整体油箱成型完成后装配，当需要在储油舱1内进行维修保养以及涂抹密封剂时，将安装在储油舱1内壁上的进油法兰512从储油舱1上的法兰安装口511内拆卸后，便于操作人员从法兰安装口511对储油舱1内部进行操作，便于操作人员在储油舱1内部进行操作，便于维修保养以及涂抹密封剂，当腰圆形的进油法兰512安装在储油舱1上之后，通过第一密封圈513能够防止燃油从法兰安装口511处泄漏出来；当需要加注燃油时，至需将进油法兰512上的加注端盖515从进油法兰512上的加注口514内取出，无需将进油法兰512取出，操作方便，通过第二密封圈517与第三密封圈519能够防止燃油从进油法兰512与加注端盖515之间泄漏出来，实现双重密封，提高了密封性。
本实施例中，出油组件52包括穿设于储油舱1、中间层3与后端框43上的出油管521，出油管521位于外壳4外的一端上成型有对出油管521进行限位的出油挡台522，出油管521位于储油舱1内的一端上装设有用于固定出油管521并防止储油舱1内燃油泄漏的出油压紧螺母523。出油管521设置在储油舱1的底部并向后端框43的方向延伸至外部，设置在底部能够始终让储油舱1内的燃油全部排出，出油管521在外部成型有出油挡台522，通过出油挡台522能够对出油管521进行限位，并在挡台与后端框43之间套设有密封圈，通过挡台和出油压紧螺母523压紧密封圈来保证出油组件52的密封性，防止燃油泄漏；出油组件52可以选择摇臂取油器用于向储油舱1内取油，此时出油组件52在后端框43上选择合适的安装位置即可。
本实施例中，增压机构6穿设于储油舱1、中间层3与前端框42上的增压管61，增压管61位于前端框42外的一端成型有对增压管61进行限位的增压挡台62，增压管61位于储油舱1内的一端上装设有用于固定增压管61并防止储油舱1内燃油泄漏的增压压紧螺母63。增压管61设置在储油舱1的顶部并向前端框42的方向延伸，增压管61设置在储油舱1的顶部能够始终对储油舱1内的燃油进行增压，保证储油舱1内的燃油运输，增压管61位于外部的一部分成型有增压挡台62，通过增压挡台62能够对增压管61进行限位，并在挡台与前端框42之间套设有密封圈，通过挡台和增压压紧螺母63压紧密封圈来保证增压机构6的密封性，保证储油舱1内有符合工作要求的压力。
本实施例中，连通结构2包括从上一个储油舱1内的底部将燃油运输至下一个储油舱1内的运输管21，运输管21于其中一个储油舱1内的一端上成型有对运输管21进行限位的运输挡台22，运输管21于另外一个储油舱1内的一端上装设有用于固定运输管21并防止储油舱1内燃油泄漏的连通压紧螺母23。通过运输管21能够将从其中一个储油舱1的底部将燃油运输至另一储油舱1内，当储油舱1内的燃油液位高于运输管21的入口时，通过连通压紧螺母23和挡台压紧密封圈来保证相邻两个储油舱1间的压力差，该压力差可以使燃油从高压力一侧的储油舱1压入低压力一侧的储油舱1，设置在其中一个储油舱1的底部能够保证将其中一个储油舱1内的燃油全部运输至另一个储油舱1内，运输管21在其中一个储油舱1内的一端成型有运输挡台22，通过运输挡台22能够对运输管21进行限位，并在另一个储油舱1内的运输管21上安装有连通压紧螺母23，对运输管21进行固定，并在连通压紧螺母23与储油舱1之间套设有密封圈，能够防止燃油泄漏。除此之外，连通结构2可以选择单向阀，单向阀需要安装在隔框11的底部，用于连接两个相邻的储油舱1。
本实施例中，两个相邻的储油舱1之间装设有用于提升储油舱1强度的隔框11。隔框11的断面为工字型，并且隔框11为采用复合材料框，能够将两个相邻的储油舱1的端面安装在隔框11内，通过隔框11能够防止储油舱1相互挤压，将储油舱1分隔开，进而提高储油舱1的强度，通过隔框11可以实现多舱式油箱结构并提高整体油箱的刚强度。
本实施例中，储油舱1上成型有向储油舱1内凹陷的加强槽12，加强槽12内装设有与加强槽12贴合的加强框13，加强框13与中间层3之间填充有PMI(聚甲基丙烯酰亚胺)泡沫层14。中间层3将若干个储油舱1的加强槽12、加强框13、隔框11包裹在内部形成一个完整的内腔体，可以进一步提升整体油箱的密封性，中间层3为复合材料铺层，与无人机机身一体成型，通过加强槽12能够提高储油舱1的强度，进而能够提高储油舱1的承载能力，通过在加强槽12内装设有与加强槽12贴合的加强框13，能够进一步提高储油舱1的承载能力，并在加强框13与中间层3之间填充PMI泡沫层14，填充在加强框13与中间层3之间的PMI泡沫层14有利于加强框13的成型，进一步提高整体油箱的承载能力，并且加强框13为复合材料框，与无人机机身一体成型，利用PMI泡沫优良的力学性能，能够进一步提高储油舱1的承载能力。
本实施例中，蒙皮41内装设有机翼安装接口件44，机翼安装接口件44上成型有向蒙皮41外延伸的固定柱45，固定柱45与无人机机翼连接。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种无人机多舱整体式油箱，其特征在于：包括若干个相邻的储油舱(1)，若干个所述储油舱(1)上装设有将若干个储油舱(1)连通并用于运输燃油的连通结构(2)，若干个所述储油舱(1)外装设有将储油舱(1)包裹在一起用以提升储油舱(1)强度与密封性的中间层(3)，所述中间层(3)外部还包裹有用于提升中间层(3)强度的外壳(4)，所述外壳(4)上装设有向储油舱(1)内供油和出油的进出油机构(5)，所述外壳(4)上还装设有向储油舱(1)内加压的增压机构(6)。
2.根据权利要求1所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述外壳(4)包括套装在中间层(3)上的蒙皮(41)，所述蒙皮(41)的两端装设有将中间层(3)包裹在内的前端框(42)与后端框(43)。
3.根据权利要求2所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述进出油机构(5)包括向单个或多个储油舱(1)内供油的进油组件(51)以及从单个储油舱(1)内取油的出油组件(52)。
4.根据权利要求3所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述进油组件(51)包括开设于储油舱(1)上并向中间层(3)与蒙皮(41)贯通的法兰安装口(511)，所述法兰安装口(511)内装设有进油法兰(512)，所述进油法兰(512)与储油舱(1)之间套装有防止储油舱(1)内燃油泄漏的第一密封圈(513)，所述进油法兰(512)上还开设有加注口(514)，所述加注口(514)内可拆卸地安装有加注端盖(515)，所述进油法兰(512)上于靠近加注端盖(515)一侧开设有第一密封槽(516)，所述第一密封槽(516)内装设有第二密封圈(517)，所述加注端盖(515)上于加注口(514)内成型有第二密封槽(518)，所述第二密封槽(518)内安装有第三密封圈(519)。
5.根据权利要求3所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述出油组件(52)包括穿设于储油舱(1)、中间层(3)与后端框(43)上的出油管(521)，所述出油管(521)位于外壳(4)外的一端上成型有对出油管(521)进行限位的出油挡台(522)，所述出油管(521)位于储油舱(1)内的一端上装设有用于固定出油管(521)并防止储油舱(1)内燃油泄漏的出油压紧螺母(523)。
6.根据权利要求5所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述增压机构(6)穿设于储油舱(1)、中间层(3)与前端框(42)上的增压管(61)，所述增压管(61)位于前端框(42)外的一端成型有对增压管(61)进行限位的增压挡台(62)，所述增压管(61)位于储油舱(1)内的一端上装设有用于固定增压管(61)并防止储油舱(1)内燃油泄漏的增压压紧螺母(63)。
7.根据权利要求6所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述连通结构(2)包括从上一个储油舱(1)内的底部将燃油运输至下一个储油舱(1)内的运输管(21)，所述运输管(21)于其中一个储油舱(1)内的一端上成型有对运输管(21)进行限位的运输挡台(22)，所述运输管(21)于另外一个储油舱(1)内的一端上装设有用于固定运输管(21)并防止储油舱(1)内燃油泄漏的连通压紧螺母(23)。
8.根据权利要求7所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：两个相邻的所述储油舱(1)之间装设有用于提升储油舱(1)强度的隔框(11)。
9.根据权利要求8所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述储油舱(1)上成型有向储油舱(1)内凹陷的加强槽(12)，所述加强槽(12)内装设有与加强槽(12)贴合的加强框(13)，所述加强框(13)与中间层(3)之间填充有PMI泡沫层(14)。
10.根据权利要求9所述的无人机多舱整体式油箱，其特征在于：所述蒙皮(41)内装设有机翼安装接口件(44)，所述机翼安装接口件(44)上成型有向蒙皮(41)外延伸的固定柱(45)，所述固定柱(45)与无人机机翼连接。
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