JP2003054499A - Pressurized fuel tank - Google Patents

Pressurized fuel tank

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JP2003054499A
JP2003054499A JP2001241693A JP2001241693A JP2003054499A JP 2003054499 A JP2003054499 A JP 2003054499A JP 2001241693 A JP2001241693 A JP 2001241693A JP 2001241693 A JP2001241693 A JP 2001241693A JP 2003054499 A JP2003054499 A JP 2003054499A
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JP
Japan
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fuel
pressure
fuel tank
tank
pressure supply
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001241693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Tojo
三喜男 東條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication of JP2003054499A publication Critical patent/JP2003054499A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressurized fuel tank provided on a flying body capable of eliminating trouble that it is difficult to employ an engine requiring supply of super high pressure fuel to the flying body because fuel is pressurized and supplied by a pump in a usual engine and the pump rising fuel pressure to super high pressure tends to be excessively bulky and heavy to be mounted on the flying body. SOLUTION: This tank is comprised of a low pressure supply fuel tank and a high pressure fuel tank and each tank is compressed and deformed by inert gas from a pressurizing source to compress inside liquid fuel and to regulate pressure thereof at a necessary pressure for each flight and to supply the same to a propulsion engine. Consequently, liquid fuel can be pressurized to super high pressure without using a fuel pump and an engine using super high pressure fuel can be employed to greatly improve flight performances. Division of the fuel tank to the low pressure one and the high pressure one makes capacity of a fuel tank used for flying body of short high speed flight time small to miniaturize and lighten the flying body.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、飛行体に搭載され
たタンク内燃料を直接加圧することにより昇圧する直接
加圧方式の加圧型燃料タンクに係り、特に、高圧の吐出
圧力により生じる差圧に耐え、且つタンク内からの燃料
吐出に応じてタンク形状が安定に変形して、タンク内燃
料を飛行時に要求される圧力にして、推力用エンジンに
供給できるようにした加圧型燃料タンクに関する。 【0002】 【従来の技術】エアインテーク(空気取入口)、燃焼
器、ノズルの組合せからなるラムジェットエンジンは、
圧縮機、タービン等の回転要素を取外した構造にでき、
簡素な構造にできるために航空機、飛しょう体等の飛行
体の分野では、その実用化に向けた設計開発が進められ
ている。しかしながら、このようなラムジェットエンジ
ンは、速度の増加につれラム圧力が有効に作用するよう
になる機体速度まで、具体的にはインテーク上流側での
マッハ数が3.0程度になる機体速度迄の低速飛行では
推進機関となり得ないので、低速飛行時の推進機関を別
途設ける必要があると共に、高速飛行時に使用する高圧
の液体燃料を必要とする。 【0003】このため、高速、高旋回性能が要求される
小型の従来の飛しょう体では、固体推進薬を燃焼させて
発生する推進力により初期加速を行い、ラム圧力が効く
ようになる機体速度になったら、エアインテークより取
入れられ圧縮された空気に液体燃料を高圧にして吹き込
み、ラムジェット推進により飛しょうさせるようにした
飛しょう体の開発が進められている。 【0004】図2は、このような飛行体のうちの飛しょ
う体の全体を示す図で、同図において1は飛しょう体、
2は加圧型燃料タンク区画、3はラムジェット推進時に
外部から空気を取入れ、圧縮する推力用エンジンの一部
を構成するエアインテーク、4は初期加速時に推進力を
発生させるために、燃焼室に充填された固体推進薬であ
る。 【0005】従来の加圧型燃料タンク区画2には、詳細
図である図3に示すよう、低圧の液体ジェット燃料等か
らなる液体燃料を充填した燃料タンク5が設けられてお
り、固体推進薬4が燃焼して、飛しょう体1の速度が増
大しラム圧が効く速度に達したとき、燃料タンク5に充
填されている液体燃料が、燃料タンク5後方に設置され
た加圧ポンプ6に供給され、100気圧程度にまで加圧
されて、飛しょう体1の両側部に既設されたエアインテ
ーク3の内側壁から、エアインテーク3中を流れる圧縮
された高圧空気に向けて、液体燃料を噴射するように設
けられた燃料供給口7a,7bに供給される。 【0006】なお、エアインテーク3は固体推進薬によ
る初期加速時には、先端部がカバー等により閉鎖されて
非作動状態にされているが、ラムジェットエンジンによ
る推力発生が可能になる飛しょう体1速度に近づいた時
点で、カバーが取外され外部空気を流入させて作動でき
る状態になされるようにしている。また、固体推進薬4
が充填されていた燃焼室は、初期加速によって固体推進
薬が消尽され、ラム圧が効く飛しょう体1の速度に達す
る時点では、空洞状態になっているので、エアインテー
ク3から導入され、インテーク3内の流過時に内部に発
生する衝撃波によって加圧された高圧空気とこの高圧空
気内に燃料供給口7a,7bから高圧噴射された液体燃
料との混合気体は、空洞状態の燃焼室内に流入する。 【0007】エアインテーク3から混合気体が流入する
燃焼室への入口には、着火装置が設けられており、燃焼
室内へ流入する混合気体はここで着火され、燃焼室内で
燃焼し、その燃焼ガスが飛しょう体1の後端に設けられ
ているノズル8から後方へ噴射されることによって推進
力を発生させる。 【0008】なお、飛しょう体1によっては、前述した
固体推進薬4による初期加速に代えて、図3に示す燃料
タンク5内の液体燃料だけを使って、低速飛しょうから
高速飛しょうまでできるようにすることもできる。即
ち、加圧ポンプ6を飛しょう初期に必要とする低圧供給
から、加速後の高圧供給までできるものにすると共に、
ラムジェットエンジンを機体に搭載し補助ブースタとし
て使うか、あるいは複合型ラムジェット推進システム等
を採用することにより、液体燃料だけを使用した低速−
高速の飛しょうをできるようにすることもできる。 【0009】しかしながら、図3に示すように、燃料タ
ンク5内の液体燃料を加圧ポンプ6で昇圧して、高速飛
しょうするようにしたものでは、20〜30気圧程度上
昇させることのできる規模の加圧ポンプ6を実装できる
だけのスペースは、高速、高旋回性能が要求される小型
の飛しょう体1でも確保することはできるが、ラムジェ
ット推進を行うようにした飛しょう体1では、ラムジェ
ット推進時に必要な100気圧程度にまで液体燃料を加
圧できる加圧ポンプ6を装備しようとすると加圧ポンプ
6が大型化し、例えば、飛しょう体1断面と同等の大き
さとなり非常に嵩ばるものとなり、スペースおよび重量
の点から小型の飛しょう体1には到底搭載することがで
きず、ラムジェット推進力を利用した、構造が簡単でよ
り軽量化できる飛しょう体1の実現ができないという不
具合があった。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、ラムジェッ
ト推進等により高速飛行を行わせるようにした飛行体、
特にスペース、重量に制限のある小型、軽量化された飛
しょう体等では顕著になる不具合を解消するために、液
体燃料を高速飛行時のラムジェット推進に必要とする圧
力、又はラムジェット推進ができるようになるまでの低
速飛行時に必要とする圧力に加圧するために加圧ポンプ
を使用することなく、液体燃料を充填している燃料タン
クの外形形状を不活性ガス等を使用して、それぞれ変形
させることによって、液体燃料を飛行時に必要とする圧
力にまで昇圧することのできる加圧型燃料タンクの提供
を課題とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】このため、本発明の加圧
型燃料タンクは、次の手段とした。推力用エンジンに供
給され推進力を発生させる液体燃料を充填し、飛行体に
搭載される燃料タンクが少なくとも、低速飛行時に低圧
の液体燃料を供給する低圧供給用燃料タンクと高速飛行
時に高圧の液体燃料を供給する高圧供給用燃料タンクと
からなり、各タンクが飛行体内部に設けられた加圧源か
ら供給される不活性ガスにより圧縮され、外部形状が変
形して、この変形により充填されている液体燃料を圧縮
して、各飛行時に必要とされる圧力にし、推力用エンジ
ンに供給できるものとした。 【0012】これにより、推力用エンジンに供給される
液体燃料を、燃料ポンプを使用することなく、特に高速
飛行に必要な超高圧にすることができ、構造が簡単で軽
量化が容易であるが、高速飛行時にしか使用が不可能
な、例えば、ラムジェットエンジン等が推力用エンジン
として採用できるようになり、飛行体の性能を大幅に向
上させることができる。また、燃料タンクを少なくとも
低圧供給用と高圧供給用とに分割したことにより、高速
飛行時間が短い飛行体に採用される場合、耐圧強度部材
を必要とし重量、容積が嵩む高圧供給用燃料タンクを小
容積のものにでき、飛行体を小型化でき、より性能を向
上させることができる。 【0013】 【発明の実施の形態】以下、本発明の加圧型燃料タンク
の実施の一形態を図面にもとづき説明する。図1は本発
明の加圧型燃料タンクの実施の第1形態を示す、図3に
対応して示した加圧型燃料タンク構造図である。 【0014】図2に示すように、飛しょう体の胴体中央
部に画成された加圧型燃料タンク区画2内には、図1に
示すように、高圧供給用燃料タンク11と低圧供給用燃
料タンク12とが機体軸方向に隣接して配置され、各タ
ンク11、12内に液体ジェット燃料を充填するように
している。このうち、高圧供給用燃料タンク11は、後
端側である図の右側が右側に向けて中心部が深く抉られ
た最後方隔壁17で形成され、図の左側が0.5mm程
度のアルミの膜である可撓性の金属ブラダ18で形成さ
れて、液体ジェット燃料を充填する容器区画と、後方隔
壁16と金属ブラダ18との間に形成された高圧供給区
画19とからなる。 【0015】また、低圧供給用燃料タンク12は、飛し
ょう体1の外板、最前方隔壁15、前方隔壁24からな
る3〜5mm厚程度のアルミ合金製の構造体と、液体ジ
ェット燃料を充填する航空機用の燃料タンク等として、
通常使用されている5mm厚程度のラバー製の内側袋
と、アルミ合金製の構造体とラバー製の内側袋との間に
形成された低圧供給区画25とからなる。 【0016】高圧供給用燃料タンク11の前方には高圧
供給用加圧源13が、低圧供給用燃料タンク12の前方
には低圧供給用加圧源14がそれぞれ設けられている。
このうち、高圧供給用加圧源13は、前方隔壁24と後
方隔壁16との間に設置され、略胴体断面と同等の断面
を有し、高圧供給用燃料タンク11と略同等の軸方向の
長さを有する大容積のものにされて、内部に400気圧
程度の超高圧の窒素又はアルゴン等の不活性ガスを充填
するようにしている。また、低圧供給用加圧源14は、
最前方隔壁15内にドーナツ状の空間をなして配置され
た、アキュムレータ又は小容量高圧タンク状のものから
なり、内部に10気圧以下の高圧の窒素又はアルゴン等
の不活性ガスを充填するようにしている。 【0017】後方隔壁16には軸心部を貫通して、高圧
供給用加圧源13と高圧供給区画19とを連通する供給
通路が設けられており、この供給通路の途中に電磁弁2
0が介装され、高圧供給用加圧源13から高圧供給区画
19に供給される超高圧の窒素等の流量を制御して、高
圧供給区画19内の圧力を制御して、金属ブラダ18を
最後方隔壁17側に押しやり、高圧供給用燃料タンク1
1の外形形状を変形させ内部に充填されている液体を加
圧するようにしている。また、高圧供給用加圧源13と
後方隔壁16との間の両側部には、図2に示されるよう
に、飛しょう体1の両側に設けられ、外部空気を取り入
れ圧縮するエアインテーク3内の圧縮空気の流れに、高
圧供給用燃料タンク11又は低圧供給用燃料タンク12
からの液体燃料を噴射するための燃料供給口21a,2
1bが設けられている。 【0018】この燃料供給口21a,21bは、最後方
隔壁に穿設された孔に一端が連結され、高圧供給用燃料
タンク11に連通させた高圧燃料配管22a,22bの
他端が連結され、高速飛しょう時に100気圧程度の高
圧の液体燃料が高圧供給用燃料タンク11から供給され
る開口と、低圧供給用燃料タンク12の側部が当接する
飛しょう体1外板に穿設された孔に一端が連結され、低
圧供給用燃料タンク12に連通させた低圧燃料配管23
a,23bの他端が連結され、低速飛しょう時に低圧の
液体燃料が低圧供給用燃料タンク12から供給される開
口と、エアインテーク3内の圧縮空気の流れに、高圧供
給用燃料タンク11又は低圧供給用燃料タンク12から
の液体燃料を噴射するための開口とが設けられ、各開口
には逆止弁がそれぞれ取り付けられ逆流を防止するよう
にしている。 【0019】なお、上述した飛しょう体1の例では、初
期飛しょう時は高圧にされた液体燃料の供給を必要とせ
ず、終末飛しょう時の限定された時間内についてのみ高
圧液体燃料の供給を必要とすることから、図3に示した
ような従来の燃料タンク5をほぼ1:3の容積比で高圧
供給用燃料タンク11、低圧供給用燃料タンク12に分
割するようにした。 【0020】本実施の形態の加圧型燃料タンクは、上述
のように構成されているので、初期飛しょう時には電磁
弁20を閉鎖することにより、推進エンジンへの燃料供
給は低圧供給用燃料タンク12から供給に限定され、低
圧供給用加圧源14から、低圧供給用燃料タンク12と
飛しょう体1の外板、最前方隔壁15、及び前方隔壁2
4と間に形成された低圧供給区画25に低圧の窒素ガス
等の不活性ガスを吹き込むことにより、低圧供給用燃料
タンク12は外方から圧縮され一様に変形して、初期飛
しょう時に必要とする圧力の液体燃料を燃料供給口21
a,21bを介して、初期飛しょう時の機体加速を行う
ために設けられている図示省略した推進エンジンに供給
される。 【0021】また、機体速度が増しラム圧が効きはじ
め、ラムジェットエンジンによる飛しょう時には、高圧
供給用加圧源14から電磁弁20の開閉により供給通路
を介して、高圧供給区画19に400気圧に近い高圧の
窒素ガス等を吹き込むことにより、金属ブラダ18は外
方から圧縮され右側に動いて変形し、ラムジェット飛し
ょう時に必要とする、100気圧程度の高圧にして高圧
供給用燃料タンク11内の液体燃料を燃料供給口21
a,21bを介して、エアインテーク3内の圧縮空気の
流れに供給することができる。なお、金属ブラダ18は
最終的には、右側凸形状をなして右側に向け中心部が深
く抉られた最後方隔壁17面にくっついた状態に変形
し、高圧供給用燃料タンク11の外形形状が、液体燃料
の吐出に応じて一様に変形するようにしている。 【0022】本実施の形態の加圧型燃料タンクにおいて
は、上述した構成、作用により従来の燃料タンクから吸
引した液体燃料を、燃料ポンプにおいて昇圧するように
したものでは、高々20〜30気圧しか昇圧できなかっ
たものが、高圧供給用加圧源13から高圧供給区画19
に400気圧に近い高圧の窒素ガス等が吹き込み、高圧
供給用燃料タンク11を一様に変形させ内部の液体燃料
を圧縮することにより、70気圧程度の能力向上を図る
ことができ、ラムジェットエンジンの作動に必要とされ
ている、約100気圧程度にまで昇圧することができる
ようになる。 【0023】このため、液体燃料を約100気圧程度に
まで昇圧するためには、大型、高重量の燃料ポンプが必
要になるために、これまで高速、高旋回性能を必要とす
る小型飛しょう体等においては採用が難しかった、構造
が簡単で軽量化のメリットのあるラムジェットエンジン
等を、高速飛しょう時の推進エンジンとして採用するこ
とができ、飛しょう体1の性能を大幅に向上させること
ができる。また、終末飛しょう時の限定された短い時間
にのみ必要となる高圧供給用燃料タンク11の容積を、
低圧供給用燃料タンク12の容積の約1/3としたこと
により、耐圧強度を大きくする必要のある高圧供給用燃
料タンク11、高圧供給用加圧源13等の容積を小さく
することができ、飛しょう体1をより軽量化でき、性能
をさらに向上させることができる。 【0024】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の加圧型燃
料タンクは、燃料タンクが少なくとも、低速飛行時に低
圧液体燃料を供給する低圧供給用燃料タンクと高速飛行
時に高圧液体燃料を供給する高圧供給用燃料タンクとか
らなり、各タンクが加圧源から供給される不活性ガスに
より圧縮され、外部形状の変形により充填されている液
体燃料を圧縮し、各飛行時に必要とする圧力にし、推力
用エンジンに供給するものとした。 【0025】これにより、推力用エンジンに供給される
液体燃料を、燃料ポンプを使用することなく超高圧にで
き、高速飛行時だけ使用可能な推力用エンジンの採用が
でき、飛行体の性能を大幅に向上でき、燃料タンクを低
圧供給用と高圧供給用とに分割したので、高速飛行時間
が短い飛行体では高圧供給用燃料タンクを小容量にで
き、小型化、軽量化が図れ、より性能の向上ができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressurized fuel tank of a direct pressurizing type which pressurizes fuel in a tank mounted on an air vehicle by directly pressurizing the fuel. In particular, it withstands the differential pressure generated by the high discharge pressure, and the tank shape is deformed stably in response to the fuel discharge from the tank, and the fuel in the tank is supplied to the thrust engine at the pressure required during flight. The present invention relates to a pressurized fuel tank that can be used. [0002] A ramjet engine comprising a combination of an air intake (air intake), a combustor, and a nozzle,
A structure without rotating elements such as compressors and turbines can be removed.
In the field of flying objects such as aircraft and flying objects, design and development for practical use are underway in order to achieve a simple structure. However, such a ramjet engine has to operate at a vehicle speed at which the ram pressure becomes effective as the speed increases, and specifically at a vehicle speed at which the Mach number upstream of the intake is about 3.0. Since it cannot be a propulsion engine in low-speed flight, a separate propulsion engine for low-speed flight must be provided, and a high-pressure liquid fuel used during high-speed flight is required. [0003] For this reason, in the case of a small conventional flying object requiring high speed and high turning performance, the initial acceleration is performed by the propulsive force generated by burning the solid propellant, and the aircraft speed at which the ram pressure becomes effective At this point, the development of a flying object has been promoted in which liquid fuel is introduced into the compressed air taken in from the air intake at a high pressure and blown by ramjet propulsion. [0004] FIG. 2 is a view showing the entire flying object of such a flying object. In FIG.
2 is a pressurized fuel tank section, 3 is an air intake which forms a part of a thrust engine that takes in air from the outside during ramjet propulsion and compresses, and 4 is a combustion chamber to generate propulsion during initial acceleration. A filled solid propellant. The conventional pressurized fuel tank section 2 is provided with a fuel tank 5 filled with a liquid fuel such as a low-pressure liquid jet fuel, as shown in FIG. When the fuel burns and the speed of the flying object 1 increases and reaches the speed at which the ram pressure is effective, the liquid fuel filled in the fuel tank 5 is supplied to the pressurizing pump 6 installed behind the fuel tank 5. The fuel is pressurized to about 100 atm, and liquid fuel is injected from the inner side walls of the air intake 3 already provided on both sides of the flying object 1 toward the compressed high-pressure air flowing through the air intake 3. The fuel is supplied to the fuel supply ports 7a and 7b provided so as to perform the above operations. At the time of the initial acceleration by the solid propellant, the air intake 3 is closed by a cover or the like so that the air intake 3 is not operated. Is approached, the cover is removed and external air is allowed to flow in to be ready for operation. In addition, solid propellant 4
Since the solid propellant is exhausted by the initial acceleration and reaches the speed of the flying object 1 at which the ram pressure is effective, the combustion chamber filled with is in a hollow state. The gas mixture of the high-pressure air pressurized by the shock wave generated inside when flowing through the inside 3 and the liquid fuel injected into the high-pressure air from the fuel supply ports 7a and 7b flows into the hollow combustion chamber. I do. An ignition device is provided at the entrance to the combustion chamber into which the mixed gas flows from the air intake 3, and the mixed gas flowing into the combustion chamber is ignited here, burns in the combustion chamber, and the combustion gas Is ejected rearward from a nozzle 8 provided at the rear end of the flying object 1 to generate a propulsive force. Note that, depending on the flying object 1, instead of the above-described initial acceleration by the solid propellant 4, only the liquid fuel in the fuel tank 5 shown in FIG. You can also do so. In other words, the pressurizing pump 6 can be supplied from the low pressure supply required in the early stages of flying to the high pressure supply after acceleration,
By installing a ramjet engine on the fuselage and using it as an auxiliary booster, or by adopting a composite ramjet propulsion system, etc.
You can also fly fast. However, as shown in FIG. 3, in the case where the liquid fuel in the fuel tank 5 is pressurized by the pressurizing pump 6 to fly at a high speed, the scale can be increased by about 20 to 30 atm. The space for mounting the pressurizing pump 6 can be secured even with a small flying object 1 that requires high speed and high turning performance. When the pressure pump 6 capable of pressurizing the liquid fuel to about 100 atm required for jet propulsion is provided, the pressure pump 6 becomes large, for example, becomes the same size as the cross section of the flying object 1 and becomes very bulky. In terms of space and weight, it cannot be mounted on the small flying vehicle 1 at all, and the ramjet propulsion uses a simpler and more lightweight flying structure. There is a problem that can not be realized of You body 1. [0010] The present invention relates to a flying object capable of performing high-speed flight by ramjet propulsion or the like.
In particular, the pressure required for ramjet propulsion during high-speed flight of liquid fuel or ramjet propulsion is used in order to eliminate problems that are particularly noticeable in small and lightweight flying objects with limited space and weight. Without using a pressurizing pump to pressurize to the pressure required during low-speed flight until it becomes possible, use an inert gas or the like to change the outer shape of the fuel tank filled with liquid fuel. An object of the present invention is to provide a pressurized fuel tank capable of increasing the pressure of liquid fuel to a pressure required during flight by deforming the fuel tank. Therefore, the pressurized fuel tank according to the present invention has the following means. The fuel tank is filled with liquid fuel that is supplied to the thrust engine to generate propulsion, and the fuel tank mounted on the flying object has at least a low-pressure supply fuel tank that supplies low-pressure liquid fuel during low-speed flight and a high-pressure liquid tank during high-speed flight. It consists of a high-pressure supply fuel tank that supplies fuel, and each tank is compressed by an inert gas supplied from a pressurized source provided inside the flying object, and its external shape is deformed and filled by this deformation. The compressed liquid fuel is compressed to the required pressure for each flight and can be supplied to the thrust engine. Thus, the liquid fuel supplied to the thrust engine can be made extremely high in pressure required for high-speed flight without using a fuel pump, and the structure is simple and the weight can be easily reduced. For example, a ramjet engine that can be used only during high-speed flight, such as a ramjet engine, can be adopted as a thrust engine, and the performance of the flying object can be greatly improved. Further, by dividing the fuel tank into at least a low-pressure supply and a high-pressure supply, when a high-speed flight time is adopted for a short flying body, a high-pressure supply fuel tank that requires a pressure-resistant strength member and has a large weight and volume is used. The flying object can be reduced in size, and the performance can be further improved. An embodiment of a pressurized fuel tank according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural view of a pressurized fuel tank showing a first embodiment of a pressurized fuel tank according to the present invention and corresponding to FIG. As shown in FIG. 2, a high-pressure fuel tank 11 and a low-pressure fuel tank 11 are provided in a pressurized fuel tank section 2 defined in the center of the fuselage of the flying object, as shown in FIG. A tank 12 is arranged adjacent to the body axis direction, and each of the tanks 11 and 12 is filled with liquid jet fuel. Among them, the high-pressure supply fuel tank 11 is formed by a rearmost partition wall 17 having a central portion that is deeply hollowed toward the right side on the right side of the figure, which is a rear end side, and an aluminum foil of about 0.5 mm on the left side of the figure. It comprises a container section formed of a flexible metal bladder 18 which is a membrane and filled with liquid jet fuel, and a high pressure supply section 19 formed between the rear partition 16 and the metal bladder 18. The low-pressure supply fuel tank 12 is filled with a structure made of an aluminum alloy having a thickness of about 3 to 5 mm including the outer plate of the flying object 1, the foremost partition wall 15, and the front partition wall 24, and liquid jet fuel. As fuel tanks for aircraft
It consists of a commonly used rubber inner bag having a thickness of about 5 mm, and a low-pressure supply section 25 formed between the aluminum alloy structure and the rubber inner bag. A high-pressure supply pressurizing source 13 is provided in front of the high-pressure supply fuel tank 11, and a low-pressure supply pressurization source 14 is provided in front of the low-pressure supply fuel tank 12.
Among these, the high-pressure supply pressurizing source 13 is installed between the front partition 24 and the rear partition 16, has a cross section substantially equivalent to the trunk section, and has an axial direction substantially equivalent to the high-pressure supply fuel tank 11. It has a large volume with a length, and is filled with an inert gas such as nitrogen or argon at an ultra-high pressure of about 400 atm. The low-pressure supply pressurizing source 14 is
It consists of an accumulator or a small-capacity high-pressure tank that is arranged in a donut-shaped space in the forefront partition 15 and is filled with an inert gas such as nitrogen or argon at a high pressure of 10 atm or less. ing. The rear bulkhead 16 is provided with a supply passage penetrating through the axial center portion and communicating the high-pressure supply pressurizing source 13 with the high-pressure supply section 19.
0 is interposed, the flow rate of ultra-high pressure nitrogen or the like supplied from the high-pressure supply pressurizing source 13 to the high-pressure supply section 19 is controlled, and the pressure in the high-pressure supply section 19 is controlled so that the metal bladder 18 is controlled. The fuel tank 1 for high pressure supply is pushed toward the rear partition 17 side.
The outer shape of 1 is deformed to pressurize the liquid filled therein. In addition, as shown in FIG. 2, on both sides between the high-pressure supply pressurizing source 13 and the rear bulkhead 16, as shown in FIG. High pressure supply fuel tank 11 or low pressure supply fuel tank 12
Supply ports 21a, 21 for injecting liquid fuel from
1b is provided. One end of each of the fuel supply ports 21a and 21b is connected to a hole formed in the rearmost partition, and the other ends of high-pressure fuel pipes 22a and 22b connected to the high-pressure supply fuel tank 11 are connected. An opening formed in the outer plate of the flying object 1 with which an opening through which high-pressure liquid fuel of about 100 atm is supplied from the high-pressure supply fuel tank 11 at the time of high-speed flight and a side portion of the low-pressure supply fuel tank 12 abuts. Low-pressure fuel pipe 23 connected at one end to the low-pressure supply fuel tank 12
The other ends of the fuel tank 11 and the high pressure supply tank 11 are connected to the opening through which the low pressure liquid fuel is supplied from the low pressure supply fuel tank 12 and the flow of the compressed air in the air intake 3 when flying at low speed. Openings for injecting liquid fuel from the low-pressure supply fuel tank 12 are provided, and a check valve is attached to each opening to prevent backflow. In the example of the flying object 1 described above, the supply of the high-pressure liquid fuel is not required during the initial flight, and the supply of the high-pressure liquid fuel is performed only for a limited time during the terminal flight. Therefore, the conventional fuel tank 5 as shown in FIG. 3 is divided into a high-pressure supply fuel tank 11 and a low-pressure supply fuel tank 12 at a volume ratio of approximately 1: 3. Since the pressurized fuel tank of this embodiment is constructed as described above, the fuel supply to the propulsion engine is performed by closing the solenoid valve 20 at the time of the initial flight so that the fuel is supplied to the low pressure supply fuel tank 12. From the low-pressure supply pressurizing source 14, the low-pressure supply fuel tank 12 and the outer plate of the flying object 1, the foremost partition 15, and the front partition 2
The low-pressure supply fuel tank 12 is compressed from the outside and uniformly deformed by blowing an inert gas such as a low-pressure nitrogen gas into the low-pressure supply section 25 formed between the fuel tank 4 and the low-pressure supply section 25. Liquid fuel having a pressure of
Via a and 21b, it is supplied to a propulsion engine (not shown) provided for accelerating the aircraft at the time of initial flight. Further, when the ram pressure starts to increase due to the increase of the airframe speed and the ram jet engine flies, the high pressure supply pressurizing source 14 opens and closes the solenoid valve 20 to supply the high pressure supply section 19 to the high pressure supply section 19 through the supply passage. By blowing high-pressure nitrogen gas or the like close to the cylinder, the metal bladder 18 is compressed from the outside and moves to the right to be deformed. The liquid fuel in the fuel supply port 21
The air can be supplied to the flow of the compressed air in the air intake 3 via a and 21b. The metal bladder 18 finally deforms into a convex shape on the right side, and is deformed so as to be attached to the surface of the rearmost partition wall 17 whose central portion is deeply hollowed toward the right side, and the outer shape of the fuel tank 11 for high-pressure supply is changed. In this case, the liquid fuel is uniformly deformed in accordance with the discharge of the liquid fuel. In the pressurized fuel tank of the present embodiment, the pressure and pressure of the liquid fuel sucked from the conventional fuel tank by the above-described structure and operation are increased by only 20 to 30 atm. What could not be done is that the high pressure supply pressure source 13
A high-pressure nitrogen gas or the like close to 400 atm is blown into the tank, and the high-pressure supply fuel tank 11 is uniformly deformed to compress the internal liquid fuel, so that the capacity can be improved to about 70 atm. The pressure can be increased to about 100 atm, which is required for the operation of. Therefore, in order to increase the pressure of the liquid fuel to about 100 atm, a large and heavy fuel pump is required. A ramjet engine with a simple structure and the advantage of light weight, which was difficult to adopt in such applications, can be adopted as a propulsion engine for high-speed flight, greatly improving the performance of the flying object 1. Can be. Further, the volume of the high-pressure supply fuel tank 11 that is required only for a limited short time at the time of the terminal flight,
By setting the volume of the low-pressure supply fuel tank 12 to about 1/3, the volumes of the high-pressure supply fuel tank 11, the high-pressure supply pressurization source 13, and the like, which need to increase the pressure resistance, can be reduced. The weight of the flying object 1 can be further reduced, and the performance can be further improved. As described above, in the pressurized fuel tank according to the present invention, the fuel tank comprises at least a low-pressure supply fuel tank for supplying low-pressure liquid fuel during low-speed flight and a high-pressure liquid fuel during high-speed flight. It consists of a high-pressure supply fuel tank to be supplied. Each tank is compressed by an inert gas supplied from a pressurized source, compresses the liquid fuel filled by deformation of the external shape, and the pressure required for each flight And supplied to the thrust engine. As a result, the liquid fuel supplied to the thrust engine can be set to an extremely high pressure without using a fuel pump, and a thrust engine that can be used only during high-speed flight can be employed, greatly improving the performance of the flying object. The fuel tank has been divided into a low-pressure supply and a high-pressure supply, so that for a flying object with a short high-speed flight time, the high-pressure supply fuel tank can be made smaller and smaller, lighter, and more efficient. Can be improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の加圧型燃料タンクの実施の第1形態を
示す構造図、 【図2】加圧型燃料タンクを採用する飛行体としての飛
しょう体を示す全体図、 【図3】従来の加圧型燃料タンクを示す構造図である。 【符号の説明】 1 飛しょう体 2 加圧型燃料タンク区画 3 エアインテーク 4 固体推進薬 5 燃料タンク 6 加圧ポンプ 7a,7b 燃料供給口 8 ノズル 11 高圧供給用燃料タンク 12 低圧供給用燃料タンク 13 高圧供給用加圧源 14 低圧供給用加圧源 15 最前方隔壁 16 後方隔壁 17 最後方隔壁 18 金属ブラダ 19 高圧供給区画 20 電磁弁 21a,21b 燃料供給口 22a,22b 高圧燃料供給管 23a,23b 低圧燃料供給管 24 前方隔壁 25 低圧供給区画
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a structural view showing a first embodiment of a pressurized fuel tank according to the present invention; FIG. 2 is a general view showing a flying object as a flying body employing a pressurized fuel tank; FIG. 3 is a structural view showing a conventional pressurized fuel tank. [Description of Signs] 1 Flying object 2 Pressurized fuel tank section 3 Air intake 4 Solid propellant 5 Fuel tank 6 Pressurized pumps 7a, 7b Fuel supply port 8 Nozzle 11 High pressure supply fuel tank 12 Low pressure supply fuel tank 13 High-pressure supply pressurization source 14 Low-pressure supply pressurization source 15 Frontmost partition 16 Rear partition 17 Last partition 18 Metal bladder 19 High-pressure supply section 20 Solenoid valves 21a, 21b Fuel supply ports 22a, 22b High-pressure fuel supply pipes 23a, 23b Low pressure fuel supply pipe 24 Front partition 25 Low pressure supply section

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 推進力を発生させる液体燃料を充填し、
飛行体に搭載される燃料タンクにおいて、前記燃料タン
クが少なくとも、低速飛行時に低圧の液体燃料を供給す
る低圧供給用燃料タンクと高速飛行時に高圧の液体燃料
を供給する高圧供給用燃料タンクとからなり、各タンク
が加圧源から供給される不活性ガスにより圧縮され変形
し、充填されている液体燃料を各飛行時に必要とされる
圧力にして、推力用エンジンに供給するようにされてい
ることを特徴とする加圧型燃料タンク。
Claims: 1. A liquid fuel for generating a propulsion force is charged,
In the fuel tank mounted on the flying object, the fuel tank includes at least a low-pressure supply fuel tank that supplies low-pressure liquid fuel during low-speed flight and a high-pressure supply fuel tank that supplies high-pressure liquid fuel during high-speed flight. Each tank is compressed and deformed by the inert gas supplied from the pressurized source, and the filled liquid fuel is supplied to the thrust engine at a pressure required for each flight. A pressurized fuel tank characterized by the following.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105235909A (en) * 2015-10-09 2016-01-13 上海空间推进研究所 Long-service-life piston type fuel storage tank adapted to extreme climate conditions
CN116353836A (en) * 2023-04-19 2023-06-30 南京儒一航空机械装备有限公司 Pressure maintaining oil tank for aircraft

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