CN116331499A - 一种无人机高可靠性输油系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机高可靠性输油系统，涉及无人机分系统技术领域，包括：耗油箱；至少两个输油箱，输油箱通过主输油组件与耗油箱连接，主输油组件包括至少两个引射泵，引射泵从输油箱内吸入燃油输送至耗油箱；燃油控制器，与输油组件连接；该输油系统能够解决输油系统可靠性不高，安全风险大的问题。

Description

一种无人机高可靠性输油系统

技术领域

本发明属于无人机分系统技术领域，更具体地，涉及一种无人机高可靠性输油系统。

背景技术

长航时无人机是我国急需发展的重大军事装备项目，高可靠性的输油系统是实现长航时的重要系统。目前，输油系统均采用单通道引射泵输油方式。

现有长航时的输油系统的问题为：输油箱输油均采用单输油通道，可靠性不高，例如引射泵内部堵塞或出入口脱落等常见故障均会导致输油通道失效，导致输油系统无法正常工作，并进一步导致无人机可用油量减少。另一方面，现有输油系统方案安全性严重依赖机载设备控制和机上电源供电等外部因素，存在较大的安全风险。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种无人机高可靠性输油系统，该输油系统能够解决输油系统可靠性不高，安全风险大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无人机高可靠性输油系统，包括：

耗油箱；

至少两个输油箱，所述输油箱通过主输油组件与所述耗油箱连接，所述主输油组件包括至少两个引射泵，所述引射泵从所述输油箱内吸入燃油输送至所述耗油箱；

燃油控制器，与所述输油组件连接。

可选地，所述主输油组件包括与所述燃油控制器连接的第一输油泵和第二输油泵，所述第一输油泵的一端和所述第二输油泵的一端与所述耗油箱连接，所述第一输油泵的另一端和所述第二输油泵的另一端共体与第一管路连接，所述第一管路用于与每个所述输油箱分别连接。

可选地，所述输油箱包括第一输油箱和第二输油箱，所述第一管路通过第二管路与所述第一输油箱连接，所述第一管路通过第三管路和所述第二输油箱连接，所述第二管路和所述第三管路上分别设有与所述燃油控制器连接的第一输油阀和第二输油阀。

可选地，所述第一输油阀的出口端设置有第一引射泵和第二引射泵，所述第一引射泵和所述第二引射泵设置在所述第一输油箱内。

可选地，所述第二输油阀的出口端设置有第三引射泵和第四引射泵，所述第三引射泵和所述第四引射泵设置在所述第二输油箱内。

可选地，所述耗油箱与所述输油箱之间设置有重力输油组件，所述重力输油组件包括浮子阀，当所述耗油箱低于所述浮子阀的设置液位时，所述输油箱的燃油进入所述耗油箱的底部。

可选地，所述重力输油组件还包括第四管路和第五管路，所述第一输油箱的底部通过所述第四管路与第一单向阀的入口连接，所述第一单向阀的出口通过所述第五管路与重力输油阀的入口连接。

可选地，所述重力输油组件还包括第六管路和第七管路，所述第二输油箱的底部通过所述第六管路与第二单向阀的入口连接，所述第二单向阀的出口通过所述第七管路与所述重力输油阀的入口连接。

可选地，所述重力输油阀的出口通过第八管路与所述耗油箱的底部连接，所述浮子阀通过连杆机构与所述重力输油阀连接。

本发明提供了一种无人机高可靠性输油系统，其有益效果在于：

1、该输油系统中，每个输油箱向耗油箱均有至少两条独立的自动输油子通道，有效降低了传统单通道的输油失效风险，提高了无人机长航时的安全性；

2、该输油系统中，在主输油组件的构造外，独立设置了重力输油组件，重力输油组件不依赖于机上机载设备，有效提高了无人机飞行安全性；

3、该输油系统在输油箱中的引射泵布置位置的设计，将大大降低输油箱的不可用油量，对无人机的航时提升有促进作用。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种无人机高可靠性输油系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的第一输油泵、第二输油泵、第一输油阀和第二输油阀的供电与控制原理图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的浮子阀与重力输油阀的控制原理图。

图4示出了根据本发明的另一个实施例的一种无人机高可靠性输油系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、耗油箱；2、燃油控制器；3、第一输油泵；4、第二输油泵；5、第一管路；6、第一输油箱；7、第二输油箱；8、第二管路；9、第三管路；10、第一输油阀；11、第二输油阀；12、第一引射泵；13、第二引射泵；14、第三引射泵；15、第四引射泵；16、浮子阀；17、第四管路；18、第五管路；19、第一单向阀；20、重力输油阀；21、第六管路；22、第七管路；23、第二单向阀；24、第八管路；25、机载电源；26、连杆机构。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种无人机高可靠性输油系统，包括：

耗油箱；

至少两个输油箱，输油箱通过主输油组件与耗油箱连接，主输油组件包括至少两个引射泵，引射泵从输油箱内吸入燃油输送至耗油箱；

燃油控制器，与输油组件连接。

具体的，该输油系统中，耗油箱是用于直接向发动机供油，而输油箱内的燃油需要输向耗油箱内；通过主输油组件中的引射泵将从耗油箱内引出燃油作为动流，在动流的作用下，引射泵能够从输油箱内吸入燃油，并输送至耗油箱内，保证耗油箱内燃油充足，而且每个输油箱内都至少两个引射泵，每个引射泵能够形成独立的输油管道，有效降低了传统的单通道的输油失效风险，提高了无人机长航时的安全性。

可选地，主输油组件包括与燃油控制器连接的第一输油泵和第二输油泵，第一输油泵的一端和第二输油泵的一端与耗油箱连接，第一输油泵的另一端和第二输油泵的另一端共体与第一管路连接，第一管路用于与每个输油箱分别连接。

具体的，在主输油组件中燃油控制器能够控制第一输油泵和第二输油泵的运行状态，当需要将第一输油箱和第二输油箱的燃油输送至耗油箱内时，就对应开启第一输油泵或第二输油泵，就能将耗油箱内燃油被引入对应的输油箱内，作为引射泵的动流。

可选地，输油箱包括第一输油箱和第二输油箱，第一管路通过第二管路与第一输油箱连接，第一管路通过第三管路和第二输油箱连接，第二管路和第三管路上分别设有与燃油控制器连接的第一输油阀和第二输油阀。

在一个实施例中，在第二管路与第一引射泵和第二引射泵连接时，每个引射泵配置有自动输油阀，从而实现一个自动输油阀与一个引射泵控制连接，这样在第一输油泵、第二输油泵任意打开一台或两台同时打开、每个自动输油阀任意打开一个或两个同时打开后，第一输油箱向耗油箱的输油工作都能自动完成，这样第一输油箱向耗油箱具有两条独立的输油管道，有效降低了传统单通道的输油失效风险，提高了无人机长航时的安全性。

可选地，第一输油阀的出口端设置有第一引射泵和第二引射泵，第一引射泵和第二引射泵设置在第一输油箱内。

可选地，第二输油阀的出口端设置有第三引射泵和第四引射泵，第三引射泵和第四引射泵设置在第二输油箱内。

具体的，在动流的作用下，处于同一输油箱内的两个引射泵分别同时从输油箱内吸入燃油，并从出口管路汇合共同输送至耗油箱；第一引射泵、第二引射泵均安装在第一输油箱内，并分别靠近第一输油箱的前、后两侧壁板分布，第三引射泵、第四引射泵均安装在第二输油箱，并分别靠近第二输油箱的前、后两侧壁板分布。

可选地，耗油箱与输油箱之间设置有重力输油组件，重力输油组件包括浮子阀，当耗油箱低于浮子阀的设置液位时，输油箱的燃油进入耗油箱的底部。

具体的，重力输油组件不依赖于机上机载设备，当耗油箱液位低于浮子阀液位时，将通过纯机械方式直接触发重力输油阀由关闭状态为打开状态，这样多个燃油箱内的燃油就能耗油箱进行重力输油。

在一个实施例中，浮子阀设置的液位不会低于耗油箱的满油量40％。

可选地，重力输油组件还包括第四管路和第五管路，第一输油箱的底部通过第四管路与第一单向阀的入口连接，第一单向阀的出口通过第五管路与重力输油阀的入口连接。

可选地，重力输油组件还包括第六管路和第七管路，第二输油箱的底部通过第六管路与第二单向阀的入口连接，第二单向阀的出口通过第七管路与重力输油阀的入口连接。

具体的，在第一输油箱和第二输油箱向耗油箱进行重力输油时，第一单向阀和第二单向阀确保燃油不会逆向回流，避免耗油箱内燃油损伤；第四管路、第五管路、第六管路、第七管路管径相同，并且能满足重力输油速率要求；第八管路管径要粗于第六管路和第七管路，并且能满足重力输油速率要求。

可选地，重力输油阀的出口通过第八管路与耗油箱的底部连接，浮子阀通过连杆机构与重力输油阀连接。

具体的，重力输油阀为常闭状态，当耗油箱液位低于浮子阀液位时，浮子阀会通过连杆机构来启动重力输油阀，可以采用推动连杆或发送电子信号的方式。

实施例

如图1至图4所示，本发明提供了一种无人机高可靠性输油系统，包括：

耗油箱1；

至少两个输油箱，输油箱通过主输油组件与耗油箱1连接，主输油组件包括至少两个引射泵，引射泵从输油箱内吸入燃油输送至耗油箱1；

燃油控制器2，与输油组件连接。

在本实施例中，主输油组件包括与燃油控制器连接的第一输油泵3和第二输油泵4，第一输油泵3的一端和第二输油泵4的一端与耗油箱1连接，第一输油泵3的另一端和第二输油泵4的另一端共体与第一管路5连接，第一管路5用于与每个输油箱分别连接。

在本实施例中，输油箱包括第一输油箱6和第二输油箱7，第一管路5通过第二管路8与第一输油箱6连接，第一管路5通过第三管路9和第二输油箱7连接，第二管路8和第三管路9上分别设有与燃油控制器2连接的第一输油阀10和第二输油阀11。

在本实施例中，第一输油阀10的出口端设置有第一引射泵12和第二引射泵13，第一引射泵12和第二引射泵13设置在第一输油箱6内。

在本实施例中，第二输油阀11的出口端设置有第三引射泵14和第四引射泵15，第三引射泵14和第四引射泵15设置在第二输油箱7内。

在本实施例中，耗油箱1与输油箱之间设置有重力输油组件，重力输油组件包括浮子阀16，当耗油箱1低于浮子阀16的设置液位时，输油箱的燃油进入耗油箱1的底部。

在本实施例中，重力输油组件还包括第四管路17和第五管路18，第一输油箱6的底部通过第四管路17与第一单向阀19的入口连接，第一单向阀19的出口通过第五管路18与重力输油阀20的入口连接。

在本实施例中，重力输油组件还包括第六管路21和第七管路22，第二输油箱7的底部通过第六管路21与第二单向阀23的入口连接，第二单向阀23的出口通过第七管路22与重力输油阀20的入口连接。

在本实施例中，重力输油阀20的出口通过第八管路24与耗油箱1的底部连接，浮子阀16通过连杆机构26与重力输油阀20连接。

在本实施例中，机载电源25与主输油组件连接。

综上，该输油系统中第一管路5内径为8mm，第二管路8、第三管路9内径均为6mm；第四管路17、第五管路18、第六管路21、第七管路22内径均为30mm，第八管路24内径为40mm。浮子阀16在耗油箱1内布置液位高度为40％耗油箱满油量的液位高度。

所有零件装配完成后，从第一输油箱6和第二输油箱7向耗油箱1输油，就形成了两类输油通道，第一类是自动输油通道，第二类是重力输油通道。当自动输油通道失效后，当耗油箱1的液位下降到设定液位后，重力输油通道将会启动，继续保障无人机输油和作业。

第一输油箱6向耗油箱1的主输油组件，起始点是燃油通过第一输油泵3和第二输油泵4增压后，经过第一管路5，再流向第一输油阀10，随后分别进入第一引射泵12和第二引射泵13内，作为各自引射泵的动流，从而分别吸入第一输油箱6内的燃油后，共同输向耗油箱1。

第一输油泵3、第二输油泵4以及第一输油阀10打开后，第一输油箱6向耗油箱1的输油将会自动完成。

第二输油箱7向耗油箱1的自动输油通道，起始点是燃油通过第一输油泵3和第二输油泵4增压后，经过第一管路5，再流向第二输油阀11，随后分别进入第三引射泵14和第四引射泵15内，作为各自引射泵的动流，从而分别吸入第二输油箱7内的燃油后，共同输向耗油箱1。

第一输油泵3、第二输油泵4以及第二输油阀11打开后，第二输油箱7向耗油箱1的输油将会自动完成。

当耗油箱1的油量低于40％满油量时，即其燃油液位低于浮子阀16的布置高度时，浮子阀16内的浮子将产生位移，并带动连杆机构26运动，将重力输油阀20由关闭状态变为打开状态。此时，第一输油箱6和第二输油箱7向耗油箱1的重力输油通道将打开。

第一输油箱6向耗油箱1的重力输油通道，起始点是第一输油箱6的燃油进入第四管路17，随后依次经过第一单向阀19、第五管路18，重力输油阀20、第八管路24，最后进入耗油箱1。

第二输油箱7向耗油箱1的重力输油通道，起始点是第二输油箱7的燃油进入第六管路21，随后依次经过第二单向阀23、第七管路22，重力输油阀20、第八管路24，最后进入耗油箱1。

重力输油通道打开不依赖无人机的机载电源25和机载设备，与自动输油通道实现独立备份。若自动输油通道因故障出现失效后，第一输油箱6和第二输油箱7的燃油无法输送至耗油箱1后，重力输油通道仍可保证第一输油箱6和第二输油箱7的燃油继续输送至耗油箱1。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种无人机高可靠性输油系统，其特征在于，包括：

耗油箱；

至少两个输油箱，所述输油箱通过主输油组件与所述耗油箱连接，所述主输油组件包括至少两个引射泵，所述引射泵从所述输油箱内吸入燃油输送至所述耗油箱；

燃油控制器，与所述输油组件连接。

2.根据权利要求1所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述主输油组件包括与所述燃油控制器连接的第一输油泵和第二输油泵，所述第一输油泵的一端和所述第二输油泵的一端与所述耗油箱连接，所述第一输油泵的另一端和所述第二输油泵的另一端共体与第一管路连接，所述第一管路用于与每个所述输油箱分别连接。

3.根据权利要求2所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述输油箱包括第一输油箱和第二输油箱，所述第一管路通过第二管路与所述第一输油箱连接，所述第一管路通过第三管路和所述第二输油箱连接，所述第二管路和所述第三管路上分别设有与所述燃油控制器连接的第一输油阀和第二输油阀。

4.根据权利要求3所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述第一输油阀的出口端设置有第一引射泵和第二引射泵，所述第一引射泵和所述第二引射泵设置在所述第一输油箱内。

5.根据权利要求3所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述第二输油阀的出口端设置有第三引射泵和第四引射泵，所述第三引射泵和所述第四引射泵设置在所述第二输油箱内。

6.根据权利要求3所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述耗油箱与所述输油箱之间设置有重力输油组件，所述重力输油组件包括浮子阀，当所述耗油箱低于所述浮子阀的设置液位时，所述输油箱的燃油进入所述耗油箱的底部。

7.根据权利要求6所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述重力输油组件还包括第四管路和第五管路，所述第一输油箱的底部通过所述第四管路与第一单向阀的入口连接，所述第一单向阀的出口通过所述第五管路与重力输油阀的入口连接。

8.根据权利要求7所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述重力输油组件还包括第六管路和第七管路，所述第二输油箱的底部通过所述第六管路与第二单向阀的入口连接，所述第二单向阀的出口通过所述第七管路与所述重力输油阀的入口连接。

9.根据权利要求8所述的无人机高可靠性输油系统，其特征在于，所述重力输油阀的出口通过第八管路与所述耗油箱的底部连接，所述浮子阀通过连杆机构与所述重力输油阀连接。

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