RU2709965C1 - Топливная система летательного аппарата - Google Patents
Топливная система летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2709965C1 RU2709965C1 RU2019108143A RU2019108143A RU2709965C1 RU 2709965 C1 RU2709965 C1 RU 2709965C1 RU 2019108143 A RU2019108143 A RU 2019108143A RU 2019108143 A RU2019108143 A RU 2019108143A RU 2709965 C1 RU2709965 C1 RU 2709965C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- aircraft
- engine
- valve
- tank
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
- B64D37/02—Tanks
- B64D37/14—Filling or emptying
- B64D37/20—Emptying systems
- B64D37/22—Emptying systems facilitating emptying in any position of tank
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
- F16K11/105—Three-way check or safety valves with two or more closure members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
- F16K15/04—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
- F16K15/042—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls with a plurality of balls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к топливной системе летательных аппаратов. Топливная система летательного аппарата содержит бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы (4,5) забора топлива из бака. При этом, инерционный клапан переключения забора топлива расположен вдоль оси по направлению полета и состоит из двух обратных клапанов (10,11), оппозитно расположенных относительно единой полости (19) забора топлива в двигатель. Упомянутые обратные клапаны (10,11) разделены между собой упором-качалкой (14), закрепленным в корпусе (18) инерционного клапана. Изобретение обеспечивает непрерывное питание двигателя топливом в любых положениях летательного аппарата. 5 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам летательных аппаратов (ЛА) и может найти применение в конструкции заборных устройств топливной системы двигателя беспилотного ЛА (БЛА) при любых условиях полета.
Обеспечение бесперебойной подачи топлива в двигатель вне зависимости от условий полета является одним из основных требований, предъявляемых к топливным системам. С этой целью в конструкцию бака как обязательные составляющие входят системы дренажа и наддува топливного бака, а также расходный бак для обеспечения двигателя топливом даже при кратковременных отрицательных перегрузках или маневрировании ЛА в полете [1. Лещинер Л.Б. Проектирование топливных систем самолетов / Л.Б. Лещинер, И.Е. Ульянов; под ред. Г.С. Скубачевского. - М.: Машиностроение, 1975. - С. 79-84; 2. Поликовский В.И. Самолетные силовые установки / В.И. Поликовский. - М.: Оборонгиз, 1952. - С. 54-58, фиг. 28, 29; с. 71-72, фиг. 42, 44].
Кроме того, в некоторых типах реактивных двигателей при попадании воздуха в топливную систему образуется воздушная пробка, приводящая к остановке двигателя. Это особенно критично для БЛА, так как в них затруднен повторный запуск двигателя.
Появлению воздушных пробок, нарушающих неразрывность потока топлива, способствует выделение растворенного в топливе воздуха или его попадание из устройств забора топлива при их переключении [3. Авиационные топливные системы: Учебник / С.В. Епифанов, А.И. Рыженко, Р.Ю. Цуканов. - Харьков: ХАИ, 2018. - С. 133.]. Для исключения попадания воздуха в топливную систему перед заборником устанавливают сетчатые воздухоотделители, отделяющие топливо от воздуха. Эффект задержки воздуха сеткой объясняется образованием пленки топлива между ячейками сетки вследствие молекулярного сцепления топлива по ячейкам.
Для увеличения времени работы расходного бака из него удаляют скопление воздуха, перепуская его в топливный бак, или применяют заборные устройства в топливных баках, исключающие поступление в расходный бак объема воздуха, больше допустимого значения.
Перепускные устройства являются конструктивно сложными и ненадежными. Предпочтительнее использовать, к примеру, заборные устройства с поплавковыми клапанами. Известны заборные устройства с поплавковыми клапанами со сдвоенными узлами питания [2. С. 55, 56, фиг. 28 г; с. 58, фиг. 29 в], отличающиеся нестабильностью в быстродействии, что приводит к нарушению герметичности в переходный момент посадки клапана на седло. В результате в расходном баке накапливается воздух, что неприемлемо для маневренных ЛА.
Известна топливная система ЛА [4. Пат. 2669913 RU, МПК6 В64С 29/00. Топливная система летательного аппарата / Горбачев А.Д., Ивашин А.Ф., Каган В.А. - Заявл. 16.11.2017; опубл. 24.12.2018, Бюл. №36.], в которой устройство с инерционным клапаном переключения забора топлива, обеспечивающее быстродействие, чувствительное к минимальным изменениям положения ЛА, представляет собой цилиндрический груз, перемещающийся в обойме по шарикоподшипнику и содержащий на торцах уплотнения, взаимодействующие оппозитно по седлам, перекрывающим трубопроводы сдвоенных узлов питания топливной системы. Недостатки указанного клапана как переключателя забора топлива следующие:
- при малых углах атаки и пикирования ЛА осевая составляющая силы от веса груза, уплотняющая по седлу, чрезвычайно мала и обеспечивает герметичность только при малых расходах топлива и наддуве бака, что значительно сокращает диапазон использования и надежность, учитывая реальные параметры топливной системы ЛА;
- повышение массы груза как вариант решения проблемы также не приемлем, так как конструкция может повредиться до эксплуатации при транспортировке ЛА.
Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются топливные баки и заборные устройства в топливных баках [2. С. 56, 58, фиг. 28, 29.], содержащие расходный отсек с перегородкой и клапанами, обеспечивающими непрерывное питание двигателя топливом во всех режимах.
Исследованием инерционных клапанов с соосным положением обратных клапанов [2. С. 56, фиг. 28 г.] определено, что высокой динамичностью и гарантированным обеспечением герметичности обладают коротко-ходовые клапаны, но при этом они отличаются серьезным недостатком: клапан, противоположный закрытому, в переходный момент открытия также прижимается к седлу силой эжекции потока жидкости, то есть распределитель запирается - прерывается подача топлива в двигатель.
Целью изобретения является создание простой и надежной топливной системы ЛА с заборным устройством топлива из бака, обеспечивающим непрерывное питание двигателя топливом во всех режимах и в условиях любых положений ЛА.
Заявляемая топливная система ЛА содержит бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расположенный вдоль оси по направлению полета, состоящий из двух обратных клапанов, оппозитно расположенных относительно единой полости забора топлива в двигатель, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы забора топлива из бака. При этом обратные клапаны инерционного клапана переключения забора топлива в двигатель разделены между собой упором-качалкой, закрепленным в корпусе инерционного клапана.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1-5 представлена заявляемая топливная система ЛА.
На фиг. 1 изображены: бак 1, инерционный клапан 2, расходный отсек 3 и трубопроводы 4, 5 забора топлива из бака 1, перегородка 6, сетчатый воздухоотделитель 7 и трубопровод 8 забора топлива к двигателю, трубопровод 9. Инерционный клапан 2 сообщен с расходным отсеком 3 трубопроводом 9. Состояние гидросистемы показано в горизонтальном положении ЛА, обозначено направление полета (НП).
Инерционный клапан 2, изображенный на фиг. 2, состоит из обратных клапанов 10, 11, свободно перемещающихся по направляющим 12, 13, взаимодействующих с седлами 14, 15, оппозитно расположенными на фланцах 16, 17 корпуса 18 инерционного клапана 2. Фланцы 16, 17 соединены между собой в единую полость 19 забора топлива в двигатель. Клапаны 10, 11 разделены между собой упором-качалкой 20, шарнирно закрепленным на кронштейне 21 в корпусе 18 инерционного клапана 2 в полости 19 забора топлива. Направляющие 12, 13 с каждого торца содержат отверстия 22, сообщающие трубопроводы 4, 5 с расходным отсеком 3.
На фиг. 3, 4 поясняется принцип работы топливной системы с учетом положений ЛА в полете.
На фиг. 3 изображен инерционный клапан 2 при положении ЛА на кабрирование. Топливо в силу гравитации и перегрузки смещается в заднюю часть бака с уровнем угла подъема ЛА, оставляя при этом открытым, без топлива, трубопровод 4 забора топлива. При этом питание двигателя топливом остается непрерывным. Обратный клапан 10 инерционного клапана 2 также в силу гравитации и перегрузки, мгновенно перемещается по направляющей 12 в направлении против полета, перекрывая по седлу 14 доступ газа из трубопровода 4 через полость 19 и трубопровод 9 в расходный отсек 3. Клапан 11, перемещаясь на открытие, обеспечивает поступление топлива через полость 19, трубопровод 9, расходный отсек 3, сетчатый воздухоотделитель 7, далее по трубопроводу 8 - к двигателю. При этом упор-качалка 20, образуя единую кинематическую связь с клапанами 10, 11, препятствует клапану 11 сесть на седло 15, увлекаемому эжекцией потока жидкости в переходный момент открытия, предотвращая перекрытие поступления топлива в двигатель.
На фиг. 4 изображен инерционный клапан 2 при положении ЛА на пикирование. Функционирование топливной системы в данном положении ЛА аналогично изложенному выше: обратный клапан 11 инерционного клапана 2 перемещается в направлении по полету, перекрывая по седлу 15 доступ газа из трубопровода 5 в расходный отсек 3, открывая поступление топлива по трубопроводу 4 через полость 19 в расходный отсек 3 и далее - к двигателю.
При отрицательной и боковых перегрузках непрерывное поступление топлива к двигателю обеспечивается постоянным наполнением расходного отсека 3 топливом вследствие попеременного перекрытия доступа газа в систему, как описано выше, и наличием в расходном отсеке 3 перегородки 6 с сетчатым воздухоотделителем 7, отделяющим топливо от воздуха. Гарантированное обеспечение герметичности при различных положениях ЛА в полете достигается попеременным прижатием обратных клапанов 10, 11 к седлам 14, 15 инерционными силами, силой прижатия клапанов от перепада давлений на них, а также высокой динамичностью вследствие коротких ходов клапанов. Таким образом исключается попадание газа при переключениях инерционного клапана 2 до оголения заборников топлива трубопроводов 4, 5.
На фиг. 5 показан действующий инерционный клапан 2.
Технический результат заключается в создании надежной топливной системы с заборным устройством топлива из бака, обеспечивающим непрерывное питание двигателя топливом в любых положениях ЛА за счет:
- чувствительности к минимальным изменениям положения ЛА;
- обеспечения герметичности при перекладке положения обратных клапанов;
- улучшения заполнения топливом трубопроводов забора топлива и расходного отсека.
Технический результат достигается тем, что в топливной системе ЛА обратные клапаны инерционного клапана переключения забора топлива в двигатель разделены между собой упором-качалкой. Это подтверждает Акт о выборе оптимального варианта распределителя забора топлива [5. Выбор оптимального варианта распределителя забора топлива в топливной системе (ТС) летательного аппарата (ЛА): Акт от 22.01.2019 г. - Оренбург: [АО «ПО «Стрела»], 2019. - 5 л.].
Топливная система ЛА может быть выполнена с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники информации
1. Лещинер Л.Б. Проектирование топливных систем самолетов / Л.Б. Лещинер, И.Е. Ульянов; под ред. Г.С. Скубачевского. - М.: Машиностроение, 1975. - 344 с.
2. Поликовский В.И. Самолетные силовые установки / В.И. Поликовский. - М.: Оборонгиз, 1952. - 600 с.
3. Авиационные топливные системы: Учебник / С.В. Епифанов, А.И. Рыженко, Р.Ю. Цуканов. - Харьков: ХАИ, 2018. - 560 с.
4. Пат. 2669913 RU, МПК6 В64С 29/00. Топливная система летательного аппарата / Горбачев А.Д., Ивашин А.Ф., Каган В.А. - Заявл. 16.11.2017; опубл. 24.12.2018, Бюл. №36.
5. Выбор оптимального варианта распределителя забора топлива в топливной системе (ТС) летательного аппарата (ЛА): Акт от 22.01.2019 г. - Оренбург: [АО «ПО «Стрела»], 2019. - 5 л.
6. Исследование капиллярных фазоразделителей для топливных баков жидкостных ракетных двигателей при испарении криогенных компонентов / Н.И. Авраамов, Ф.В. Пелевин, В.Б. Сапожников, А.Л. Синцов. - Известия высших учебных заведений. Машиностроение. Авиационная и ракетно-космическая техника. - 2015. - №10 (667). - С. 77-83.
Claims (1)
- Топливная система летательного аппарата, содержащая бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расположенный вдоль оси по направлению полета, состоящий из двух обратных клапанов, оппозитно расположенных относительно единой полости забора топлива в двигатель, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы забора топлива из бака, отличающаяся тем, что обратные клапаны инерционного клапана переключения забора топлива в двигатель разделены между собой упором-качалкой, закрепленным в корпусе инерционного клапана.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108143A RU2709965C1 (ru) | 2019-03-21 | 2019-03-21 | Топливная система летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108143A RU2709965C1 (ru) | 2019-03-21 | 2019-03-21 | Топливная система летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2709965C1 true RU2709965C1 (ru) | 2019-12-23 |
Family
ID=69022754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019108143A RU2709965C1 (ru) | 2019-03-21 | 2019-03-21 | Топливная система летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2709965C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738283C1 (ru) * | 2020-03-04 | 2020-12-11 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Топливная система летательного аппарата |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2332007A (en) * | 1941-03-14 | 1943-10-19 | Arthur L Parker | Sump selector valve for fuel tanks |
| SU526126A1 (ru) * | 1975-04-25 | 2005-05-20 | Г.В. Новожилов | Топливная система самолета |
| RU2323857C1 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Топливная система самолета |
| US20150041011A1 (en) * | 2012-03-12 | 2015-02-12 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour I'etude Et I'exploitation Des Procedes Georges Claude | Inerting device, tank and aircraft provided with such a device, and corresponding method |
-
2019
- 2019-03-21 RU RU2019108143A patent/RU2709965C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2332007A (en) * | 1941-03-14 | 1943-10-19 | Arthur L Parker | Sump selector valve for fuel tanks |
| SU526126A1 (ru) * | 1975-04-25 | 2005-05-20 | Г.В. Новожилов | Топливная система самолета |
| RU2323857C1 (ru) * | 2006-08-24 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Топливная система самолета |
| US20150041011A1 (en) * | 2012-03-12 | 2015-02-12 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour I'etude Et I'exploitation Des Procedes Georges Claude | Inerting device, tank and aircraft provided with such a device, and corresponding method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2738283C1 (ru) * | 2020-03-04 | 2020-12-11 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Топливная система летательного аппарата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2709965C1 (ru) | Топливная система летательного аппарата | |
| US8043396B2 (en) | Integrated plastic liner for propellant tanks for micro G conditions | |
| US9016301B2 (en) | Conduit protection system and method | |
| CN107762663B (zh) | 一种集推进和补加功能一体化的空间推进系统 | |
| RU2669913C9 (ru) | Топливная система летательного аппарата | |
| EP2977846A1 (en) | Ecology fuel return systems | |
| US20150252753A1 (en) | Antivortex device and method of assembling thereof | |
| US10308112B2 (en) | Saddle type fuel tank | |
| RU2497724C1 (ru) | Топливный бак летательного аппарата | |
| CN110081211B (zh) | 一种用于卫星姿轨控推进剂供给系统的单向阀 | |
| US11306834B1 (en) | Flapper valve | |
| US10267235B2 (en) | Aircraft fuel system with a bypass valve for a return valve during engine off operation | |
| RU2709641C1 (ru) | Топливный отсек летательного аппарата с деформируемым расходным баком | |
| KR20120066379A (ko) | 항공기용 연료공급장치 | |
| CN106241719A (zh) | 一种气压式油箱加油控制系统 | |
| CN112610639B (zh) | 一种弹簧式液压阻尼装置及阻尼方法 | |
| WO2021118391A1 (ru) | Беспилотный летательный аппарат мультикоптерного типа | |
| RU2339835C2 (ru) | Система наддува топливных баков | |
| RU2339832C2 (ru) | Система подачи топлива | |
| KR101556919B1 (ko) | 작동 밸브 및 이를 포함하는 연료탱크 | |
| RU2738283C1 (ru) | Топливная система летательного аппарата | |
| RU2378163C1 (ru) | Топливная система самолета | |
| JP5840665B2 (ja) | 衝撃低減装置及びこれを用いる逆止弁 | |
| CN113348768B (zh) | 一种可倒置使用的单组元姿轨控推力器 | |
| RU2610718C1 (ru) | Устройство отбора топлива из баков космических аппаратов в условиях невесомости |