[发明专利]一种活塞动力无人机动力系统的控制方法

说明书

本发明公开一种活塞动力无人机动力系统的控制方法，包括步骤；确定活塞动力无人机在不同飞行工况下的燃油消耗量；根据所述燃油消耗量确定不同飞行工况下所述活塞动力无人机上燃油箱所需的通气量；确定不同飞行高度下的大气压力和燃油饱和蒸气压；确定所述燃油箱内外的最大可承受压力差；控制所述活塞动力无人机上活塞发动机输送至所述燃油箱内的压缩空气量，调节所述燃油箱内的空气压力；本发明通过将燃油活塞发动机涡轮增压的压缩空气作为燃油箱的增压气源，防止燃油管路发生气塞而造成的发动机熄火，提高活塞动力无人机高空飞行的安全性，同时降低活塞动力无人机的燃油消耗，增加所述活塞动力无人机的续航时间。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种活塞动力无人机动力系统的控制方法。

背景技术

现有的大部分高空无人机均采用涡轮增压活塞发动机；涡轮增压发动机作为动力系统虽然可以提高无人机的使用高度，但随着飞行高度的进一步升高，大气压力逐渐降低，当大气压力小于燃油饱和蒸气压时(如高度7500m时，大气压力仅为38.3kPa，RH-75LL航空汽油的饱和蒸气压为27～48kPa)，此时燃油开始“沸腾”并迅速挥发，同时燃油供油管路中气泡和轻馏分(汽油中的低碳烃)游离出来形成气泡，造成燃油供油管路形成“气塞”，发动机供油中断，导致发动机停车，无人机失去动力，易造成无人机坠毁，严重时还会对地面造成次生灾害。

目前，一般在动力系统中增加电动增压泵、液压增压泵等附属设备对燃油箱进行增压，以提高燃油箱内油压避免高空大气压力对活塞动力无人机飞行的不良影响，但附属设备需要无人机从本已有限的动力能源提供额外能量以供附属设备使用，附属设备的设置造成活塞动力无人机上任务载荷可用空间、重量和可用能源的相对减少，影响活塞动力无人机的侦察能力和作战效能。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种活塞动力无人机动力系统的控制方法，包括步骤；

S1：确定活塞动力无人机在不同飞行工况下的燃油消耗量；

S2：根据所述燃油消耗量确定不同飞行工况下所述活塞动力无人机上燃油箱所需的通气量；

S3：确定不同飞行高度下的大气压力和燃油饱和蒸气压；

S4：确定所述燃油箱内外的最大可承受压力差；

S5：控制所述活塞动力无人机上活塞发动机输送至所述燃油箱内的压缩空气量，调节所述燃油箱内的空气压力。

较佳的，所述步骤S5中将所述活塞动力无人机上活塞发动机涡轮增压出的压缩空气作为所述燃油箱的增压气源，根据所述燃油箱不同飞行工况下的所述通气量需求，从而控制所述活塞发动机输送至所述燃油箱内的压缩空气量；同时根据所述最大可承受压力差、所述大气压力和所述燃油饱和蒸气压，从而控制所述活塞发动机输送至所述燃油箱后所述燃油箱内的空气压力，最终保证所述压缩空气量和所述空气压力满足所述燃油箱的通气需求和压力需求。

较佳的，在所述步骤S1中，根据所述活塞动力无人机的飞行剖面、需用功率、发动机外特性曲线、螺旋桨性能参数，计算所述活塞动力无人机在不同飞行工况下所述发动机所需的所述燃油消耗量。

较佳的，在所述步骤S2中，所述燃油箱所需的所述通气量与所述燃油消耗量体积相同。

较佳的，所述通气量V_气的体积公式为：

其中：ρ_fuel为所述燃油箱内的燃油密度；Q为所述燃油消耗量。

较佳的，在所述步骤S4中，根据所述燃油箱的结构形式以及种类，确定所述燃油箱内外的最大可承受压力差。