RU2311318C2 - System for pressure charging a fuel tank - Google Patents
System for pressure charging a fuel tank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2311318C2 RU2311318C2 RU2004116392/11A RU2004116392A RU2311318C2 RU 2311318 C2 RU2311318 C2 RU 2311318C2 RU 2004116392/11 A RU2004116392/11 A RU 2004116392/11A RU 2004116392 A RU2004116392 A RU 2004116392A RU 2311318 C2 RU2311318 C2 RU 2311318C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- gas
- tank
- cylinder
- fuel tank
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области топливных систем (ТС) летательных аппаратов (ЛА), преимущественно беспилотных, в которых для подачи топлива в двигатель применяется система наддува бака, имеющая в своем составе баллон со сжатым газом.The invention relates to the field of fuel systems (TS) of aircraft (LA), mainly unmanned, in which a tank pressurization system is used to supply fuel to the engine, having a compressed gas cylinder.
Известная система наддува топливных баков (Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет. М.: Машиностроение, 1976 г., с. 20, рис. 1.5) содержит баки с компонентами топлива и баллон со сжатым воздухом с заправочным краном и датчиком давления, сообщенный через пусковой клапан, регулятор давления и обратные клапаны с топливными баками, топливные полости которых сообщены с линиями подачи компонентов топлива в двигатели.The well-known system of pressurization of fuel tanks (Belyaev N.M. Systems of pressurization of fuel tanks of rockets. M: Mechanical Engineering, 1976, p. 20, Fig. 1.5) contains tanks with fuel components and a cylinder with compressed air with a filling valve and a pressure sensor communicated through the start valve, pressure regulator and check valves with fuel tanks, the fuel cavities of which are in communication with the lines for supplying fuel components to the engines.
Совпадающими признаками с известной системой наддува является то, что система наддува топливного бака содержит топливный бак, топливная полость которого сообщена с линией подачи топлива в двигатель, и газовый баллон с заправочным клапаном, сообщенный через пусковой клапан и регулятор давления с баком.Coincident with the known pressurization system is that the pressurization system of the fuel tank comprises a fuel tank, the fuel cavity of which is connected to the fuel supply line to the engine, and a gas cylinder with a filling valve communicated through the start valve and the pressure regulator to the tank.
Известная система обеспечивает плавное регулирование потребного расхода газа с широким диапазоном соответственно изменению расхода топлива, поступающего в двигатель.The known system provides smooth control of the required gas flow with a wide range according to the change in fuel consumption entering the engine.
Недостатком известной системы является малая плотность газа (~0,3÷0,5 кг/литр) при максимальном расчетном давлении в газовом баллоне (300-500 атм), что увеличивает потребный объем и массу баллона, усложняя тем самым компоновку ЛА и ухудшая его технические характеристики.A disadvantage of the known system is the low gas density (~ 0.3 ÷ 0.5 kg / liter) at the maximum design pressure in the gas cylinder (300-500 atm), which increases the required volume and mass of the cylinder, thereby complicating the layout of the aircraft and worsening it specifications.
Предлагаемым изобретением решается задача уменьшения объема и массы газового баллона и системы наддува, которые необходимы для обеспечения вытеснения топлива из бака.The present invention solves the problem of reducing the volume and mass of a gas cylinder and pressurization system, which are necessary to ensure the displacement of fuel from the tank.
Для достижения указанного технического результата система наддува ЛА, имеющая в своем составе топливный бак, топливная полость которого сообщена с линией подачи топлива в двигатель, и газовый баллон с заправочным клапаном, сообщенный через пусковой клапан и регулятор давления с баком, дополнительно оснащена твердотопливным газогенератором, в процессе работы которого образующийся газ поступает по магистрали в газовый баллон, далее через клапан и регулятор давления продолжает поступать в полость бака, обеспечивая поступление топлива в двигатель. За счет увеличения плотности рабочего тела (заряда) твердотопливного генератора (1,5÷2,5 кг/л) уменьшается потребный объем и масса предлагаемой системы наддува.To achieve the specified technical result, the aircraft pressurization system, comprising a fuel tank, the fuel cavity of which is connected to the fuel supply line to the engine, and a gas cylinder with a filling valve communicated through the start valve and pressure regulator with the tank, is additionally equipped with a solid fuel gas generator, in the process of operation of which the generated gas enters the gas cylinder along the line, then through the valve and pressure regulator continues to flow into the tank cavity, providing fuel engine. Due to the increase in the density of the working fluid (charge) of the solid-fuel generator (1.5 ÷ 2.5 kg / l), the required volume and mass of the proposed boost system are reduced.
Для усиления указанного технического результата магистраль сообщения твердотопливного газогенератора с газовым баллоном снабжена теплообменником, установленным в полости бака в объеме топлива. При этом высокотемпературный газ, образующийся при горении заряда в газогенераторе, пройдя теплообменник поступает в газовый баллон с уменьшенной температурой, что позволяет при максимальном рабочем давлении в газовом баллоне разместить большую массу газа.To enhance the specified technical result, the communication line of the solid fuel gas generator with a gas cylinder is equipped with a heat exchanger installed in the tank cavity in the fuel volume. In this case, the high-temperature gas generated during the combustion of the charge in the gas generator, passing the heat exchanger, enters the gas cylinder with a reduced temperature, which allows you to place a large mass of gas at the maximum working pressure in the gas cylinder.
Дополнительно, для увеличения работоспособности газа топливный бак разделен на отсеки, а газовый баллон и теплообменник размещены в одном из отсеков, который сообщен с другим отсеком магистралями наддува и перелива топлива, что позволяет за счет уменьшения массы топлива, воспринимающей тепловую энергию от теплообменника, увеличить температуру топлива вокруг газового баллона. Соответственно, при выработке газа из баллона и снижении его температуры ниже температуры топлива за счет расширения газа увеличивается количество тепла, передаваемого от топлива к газу в баллоне через его стенки за счет его теплопроводности.Additionally, in order to increase the gas operability, the fuel tank is divided into compartments, and the gas cylinder and heat exchanger are located in one of the compartments, which is connected to the other compartment with the boost and overflow lines, which allows increasing the temperature by reducing the mass of fuel that receives thermal energy from the heat exchanger fuel around the gas bottle. Accordingly, when gas is produced from the cylinder and the temperature drops below the fuel temperature due to gas expansion, the amount of heat transferred from the fuel to the gas in the cylinder through its walls increases due to its thermal conductivity.
Дополнительно, для увеличения работоспособности рабочего газа на отсек топливного бака с газовым баллоном и теплообменником нанесено теплоизолирующее покрытие, которое уменьшает потери тепловой энергии через стенки отсека. Соответственно, увеличивается количество тепловой энергии, передаваемой от топлива через стенки баллона к газу, при уменьшении его температуры за счет расширения.Additionally, in order to increase the working gas operability, a heat-insulating coating is applied to the fuel tank compartment with a gas cylinder and a heat exchanger, which reduces the loss of thermal energy through the compartment walls. Accordingly, the amount of thermal energy transmitted from the fuel through the walls of the cylinder to the gas increases, while decreasing its temperature due to expansion.
Отличительным признаком предлагаемой конструкции системы наддува топливного бака от указанной выше известной, является наличие твердотопливного газогенератора, в процессе работы которого образующийся газ поступает по магистрали в газовый баллон, далее через клапан и регулятор давления продолжает поступать в полость бака, обеспечивая поступление топлива в двигатель. Кроме того, дополнительно магистраль сообщения твердотопливного газогенератора с баллоном может быть снабжена теплообменником, который размещен в полости бака в объеме топлива; топливный бак может быть разделен на отсеки, в одном из которых размещен газовый баллон и теплообменник, размещеные в одном из отсеков, который сообщен с другим отсеком топливного бака магистралями наддува и перелива топлива; на отсеке топливного бака с газовым баллоном и теплообменником может быть нанесено теплоизолирующее покрытие.A distinctive feature of the proposed design of the fuel tank pressurization system from the above known one is the presence of a solid fuel gas generator, during which the generated gas flows through the mains into the gas cylinder, then continues to flow into the tank cavity through the valve and pressure regulator, ensuring the flow of fuel into the engine. In addition, in addition, the line of communication of the solid fuel gas generator with the cylinder can be equipped with a heat exchanger, which is placed in the tank cavity in the fuel volume; the fuel tank can be divided into compartments, in one of which there is a gas cylinder and a heat exchanger located in one of the compartments, which is in communication with the other compartment of the fuel tank by the boost and overflow lines; a heat-insulating coating may be applied to the fuel tank compartment with a gas cylinder and a heat exchanger.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), достигается следующий технический результат: в условиях автономного полета ЛА обеспечивается возможность подзарядки газового баллона и от твердотопливного газогенератора, имеющего более высокую плотность рабочего тела (заряда), и за счет этого уменьшаются объем и масса баллона и системы наддува, необходимые для вытеснения топлива из бака, при этом сохраняется основное преимущество газобаллонной системы наддува - плавное регулирование расхода газа, подаваемого в топливный бак, соответственно изменению расхода топлива с широким диапазоном возможных расходов.Due to the presence of these distinctive features in combination with the well-known (indicated in the restrictive part of the formula), the following technical result is achieved: in conditions of autonomous flight of an aircraft, it is possible to recharge a gas cylinder from a solid fuel gas generator having a higher density of the working fluid (charge), and due to this reduces the volume and mass of the cylinder and pressurization system needed to displace fuel from the tank, while maintaining the main advantage of the gas-cylinder pressurization system wa - smooth regulation of the flow rate of gas supplied to the fuel tank, respectively, the change in fuel consumption with a wide range of possible costs.
Предложенное техническое решение может найти применение в конструкциях топливных систем ЛА, преимущественно беспилотных, в которых для подачи топлива в двигатель применяется вытеснительная система подачи, имеющая в своем составе баллон со сжатым газом.The proposed technical solution can find application in the design of aircraft fuel systems, mainly unmanned ones, in which a fuel displacement system is used to supply fuel to the engine, which includes a cylinder with compressed gas.
Изобретение поясняется фиг.1, 2The invention is illustrated in figures 1, 2
На фиг.1 показана система наддува топливного бака по пункту 1 формулы - система наддува топливного бака, содержащая твердотопливный газогенератор, сообщенный с газовым баллоном.Figure 1 shows the system of pressurizing the fuel tank according to paragraph 1 of the formula is a system of pressurizing the fuel tank containing a solid fuel gas generator in communication with a gas cylinder.
На фиг.2 показана система наддува топливного бака по пунктам 2, 3 и 4 формулы - система наддува топливного бака, содержащая твердотопливный газогенератор, сообщенный с газовым баллоном, через теплообменник, установленный в полости бака в объеме топлива, а также в которой газовый баллон и теплообменник размещены в отдельном отсеке топливного бака, сообщенном с другим отсеком магистралями наддува и перелива топлива, а также в которой отсек с газовым баллоном и теплообменником имеет теплоизолирующее покрытие.Figure 2 shows the system of pressurizing the fuel tank according to
Представленная на фиг.1 и 2 система наддува топливного бака содержит газовый баллон 1 с заправочным клапаном 2, сообщенный через пусковой клапан 3 и регулятор давления 4 с топливным баком 5, топливная полость которого сообщена с линией 6 подачи топлива в двигатель ЛА, кроме того, система наддува оснащена твердотопливным газогенератором 7, сообщенным магистралью 8 с газовым баллоном 1.The fuel tank pressurization system shown in FIGS. 1 and 2 comprises a gas cylinder 1 with a
Магистраль 8 снабжена теплообменником 9. Топливный бак 5 разделен на отсеки 10 и 11. Газовый баллон 1 и теплообменник 9 могут быть могут быть размещены в одном из отсеков 10 топливного бака 5, который сообщен с другим отсеком 11 магистралью 12 наддува и магистралью 13 перелива топлива. На отсек 10 топливного бака 5 может быть нанесено теплоизолирующее покрытие 14. Топливный бак 5 может быть снабжен сигнализатором 15 минимального давления.The
Описанное устройство по п.1 формулы работает следующим образом. После выработки объема газа из баллона 1, определяемого, например, по времени или по срабатыванию сигнализатора давления 15, задействуется твердотопливный газогенератор 7, в процессе работы которого образующийся в газогенераторе 7 газ поступает во внутренние полости генератора 7 и по магистрали 8 в баллон 1, наддувая их до избыточного по отношению к полости бака 5 рабочего давления. Одновременно сжатый газ из баллона 1 через клапан 3 и регулятор давления 4 продолжает поступать в полость бака 5, обеспечивая поступление топлива к двигателю по линии 6, что увеличивает газопроизводительность системы наддува и уменьшает потребные для вытеснения топлива из бака 5 объем и массу баллона 1 и, в целом, объем и массу системы наддува. Кроме того, благодаря тому, что скорость газа, поступающего из газогенератора 7 по магистрали 8, уменьшается в баллоне 1 до значения, близкого к нулю, при наличии в газе твердых частиц, они будут выпадать в осадок на дно баллона 1, что исключит их попадание в полость бака 5.The described device according to claim 1 of the formula works as follows. After the gas volume is generated from the cylinder 1, which is determined, for example, by time or by the operation of the
Устройство по п.2 формулы работает аналогично устройству по п.1, при этом наличие теплообменника 9 в магистрали 8, установленного в полости бака 1 в объеме топлива, приводит при работе газогенератора 7 к уменьшению температуры газа, поступающего в полость баллона 1 и, соответственно, к размещению в баллоне 1 при одинаковом рабочем давлении большей массы газа, что дополнительно позволяет увеличить работоспособность системы наддува и, при сохранении работоспособности устройства по п.2, равной устройству по п.1, дополнительно уменьшить потребный объем баллона 1, следовательно, и массу баллона 1. При этом баллон 1 также может быть размещен в полости бака 5 в объеме топлива, что дополнительно будет способствовать увеличению работоспособности газа системы наддува, поскольку при работе системы наддува после снижения температуры газа в баллоне 1 за счет расширения до температуры, меньшей, чем температура топлива, дальнейшее уменьшение температуры газа наддува будет частично компенсироваться притоком тепла от топлива через стенки баллона 1 за счет теплопроводности.The device according to
Устройство по п.3 формулы работает аналогично устройствам по п.п.1 и 2, при этом размещение газового баллона 1 и теплообменника 9 в одном из отсеков 10 топливного бака 1 позволяет при работе газогенератора 7 за счет передачи тепла к топливу от теплообменника 9 повысить температуру топлива в отсеке 10 и, тем самым, дополнительно увеличить приток тепла к газу в баллоне 1 через его стенки и уменьшить снижение температуры газа при выработке баллона 1, что дополнительно увеличит работоспособность газа и уменьшит потребные для вытеснения топлива из отсеков 10 и 11 бака 5 объем и массу баллона 1 и, в целом, системы наддува.The device according to
Устройство по п.4 формулы работает аналогично устройству по п.З. Дополнительно, наличие теплоизолирующего покрытия 14 на стенках отсека 10 топливного бака 1 позволяет уменьшить охлаждение топлива в отсеке 10 за счет теплопроводности его стенок и, тем самым, дополнительно увеличить количество тепла, поступающего от топлива через стенки баллона 1 к газу наддува, увеличивая температуру и работоспособность газа, что приведет к дополнительному уменьшению потребного для вытеснения топлива из отсеков 10 и 11 бака 5 объема и массы баллона 1 и системы наддува в целом.The device according to claim 4 of the formula works similarly to the device according to p.Z. Additionally, the presence of a heat-insulating
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004116392/11A RU2311318C2 (en) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | System for pressure charging a fuel tank |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004116392/11A RU2311318C2 (en) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | System for pressure charging a fuel tank |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004116392A RU2004116392A (en) | 2005-11-10 |
RU2311318C2 true RU2311318C2 (en) | 2007-11-27 |
Family
ID=35865154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004116392/11A RU2311318C2 (en) | 2004-06-02 | 2004-06-02 | System for pressure charging a fuel tank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2311318C2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013116390A1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | Firestar Engineering, Llc | Thermal pressurant |
RU2502644C2 (en) * | 2012-01-19 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Fuel tank supercharge system |
RU2528772C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Method of mix supercharging of liquid-propellant rocket engine fuel tanks and liquid-propellant rocket engine |
RU2565425C1 (en) * | 2014-03-21 | 2015-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of fuel supply from multi-compactment fuel tank into aircraft engine |
RU180161U1 (en) * | 2017-07-19 | 2018-06-05 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | DIESEL FUEL SUPPLY SYSTEM |
RU2657056C2 (en) * | 2013-08-06 | 2018-06-08 | Снекма | Device for pressurising propellant reservoir of rocket engine |
RU181739U1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-07-26 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Fuel boost system |
RU2668015C1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-09-25 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Fuel tank supercharge method |
RU2689821C1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-05-29 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Fuel tank supercharging system |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112664352B (en) * | 2020-12-29 | 2022-10-18 | 上海空间推进研究所 | Solid-liquid mixed type fuel gas pressurization system and control method thereof |
-
2004
- 2004-06-02 RU RU2004116392/11A patent/RU2311318C2/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕЛЯЕВ Н.П. Системы наддува топливных баков ракет. М.: Машиностроение, 1976, с.20. ПЕНЦАК И.Н. Теория полета и конструкция баллистических ракет. М.: Машиностроение, 1974, с.297. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502644C2 (en) * | 2012-01-19 | 2013-12-27 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Fuel tank supercharge system |
WO2013116390A1 (en) * | 2012-01-30 | 2013-08-08 | Firestar Engineering, Llc | Thermal pressurant |
RU2528772C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-09-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро химавтоматики" | Method of mix supercharging of liquid-propellant rocket engine fuel tanks and liquid-propellant rocket engine |
RU2657056C2 (en) * | 2013-08-06 | 2018-06-08 | Снекма | Device for pressurising propellant reservoir of rocket engine |
RU2565425C1 (en) * | 2014-03-21 | 2015-10-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Method of fuel supply from multi-compactment fuel tank into aircraft engine |
RU180161U1 (en) * | 2017-07-19 | 2018-06-05 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | DIESEL FUEL SUPPLY SYSTEM |
RU181739U1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-07-26 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Fuel boost system |
RU2668015C1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-09-25 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Fuel tank supercharge method |
RU2689821C1 (en) * | 2017-12-15 | 2019-05-29 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Fuel tank supercharging system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004116392A (en) | 2005-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2531840C2 (en) | Fuel supply circuit of aircraft engine | |
EP1999300B1 (en) | Electrolyte delivery system and method | |
RU2311318C2 (en) | System for pressure charging a fuel tank | |
CN104632357B (en) | Two-stage supercharging system of internal combustion engine | |
EP2964477A1 (en) | Dual fuel system for an internal combustion engine | |
CN115698484A (en) | Device for regulating the pressure of an aircraft cryogenic fuel tank | |
CN101535709A (en) | Fluid reservoir with thermal management | |
KR101685853B1 (en) | Dual fuel internal combustion engine impelling apparatus | |
CN102650230A (en) | Cooling water circulating system for automobile engine | |
CN108138664A (en) | Engine device | |
WO2015061896A1 (en) | Apparatus and method for operating a plurality of hydraulic pumps | |
CN109850168B (en) | Oil tank cooling subsystem of aircraft thermal management system | |
CN108026844A (en) | Engine device | |
RU2422669C1 (en) | Internal combustion engine starting system | |
US20060042606A1 (en) | LPG vehicular liquid transfer system | |
CN105201626A (en) | Cooling system for engine | |
KR20160119069A (en) | Engine device | |
KR20210143865A (en) | Air supply apparatus for ships, ships comprising same, and method for supplying air to an air lubrication device | |
JP5976498B2 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM, SHIP HAVING THE SAME, AND METHOD FOR OPERATING INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM | |
CN105201625A (en) | Engine cooling system | |
CN105134359A (en) | Engine cooling system adopting delayed circulation flow path | |
KR101042073B1 (en) | Oil supplying system for ships | |
GB2579643A (en) | A heat exchanger for a water injection system, a system, a control system, a method and a vehicle | |
CN106240784A (en) | Dirigible during a kind of long boat | |
RU40295U1 (en) | FUEL TANK CHARGING SYSTEM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160603 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180205 |