[发明专利]适于无人机俯冲飞行的双腔体燃油系统及其设计方法

说明书

一种适于无人机俯冲飞行的双腔体燃油系统及其设计方法，双腔体燃油系统中软油箱的出口与油气分离器上端的进油口通过油泵连通，该油气分离器下端的出油口通过单向阀外接发动机进油口。在所述油气分离器的上端盖上开有进油口和排气口；在该油气分离器的侧壁下部开有出油口；在所述上腔体的侧壁板上安装有液位传感器。油气分离器分为上腔体与下腔体。本发明既能够满足无人机正常飞行时的可靠供油，还能够适应无人机在大机动飞行姿态下，尤其是俯冲飞行及拉起复飞时，燃油系统能够稳定可靠的为发动机供给纯燃油，保证了发动机的正常工作，并能够有效避免无人机在飞行时的偏航、过载、突风等不利因素造成的燃油液面剧烈晃动对出油口处供油可靠性的影响。

技术领域

本发明涉及无人机燃油系统领域，具体是一种适于无人机大角度姿态俯冲飞行且拉起后仍能够可靠工作的双腔体结构燃油系统。

背景技术

无人机燃油系统是用来储存机载发动机需用的燃油，并在无人机允许的一切飞行状态和工作条件下，按一定的顺序向发动机不间断地供给规定压力和流量的燃油。随着无人机产业的飞速发展，无人机已经广泛应用于技术侦察、巡逻监视、目标攻击等军事领域以及地质测绘、矿物勘探等民用领域。对于大多数侦查、巡逻、测绘、勘探用无人机来说，不需要很强的机动性，也不存在大角度俯冲等飞行状态，因此，这类型无人机的燃油系统大多采用常规通大气的硬软油箱，工作时燃软油箱直接与大气连通，通过软油箱底部供油孔进行供油。对于各类目标攻击型无人机、反辐射无人机等具备很强机动性要求的无人机来说，其燃油系统就需要根据不同的作战任务需求进行针对性设计，保证飞机在俯冲飞行时，不发生溢油或供油不畅的问题。目前，在公开号为CN205366088U的实用新型专利中公开了一种无人机供油系统，其软油箱顶部设有进气口和进油口，软油箱通过油管与化油器连通，置于软油箱内的油管末端设有油锤。该实用新型的优点在于，通过推动活塞杆带动滑块运动，从而实现缩小软油箱内燃料储存空间的目的，使油锤始终浸于燃料中，保证软油箱可持续稳定的向化油器供油，但该燃油系统不能满足无人机大过载俯冲飞行要求。

在公开号为CN209719944U的实用新型专利中公开了一种外部增压供油系统，该实用新型专利采用副软油箱对主软油箱进行外部增压，实现主软油箱负压供油，保证飞机高空供油以及大机动飞行供油；但是这一方法需要很大的空间及重量的要求，且需要引入发动机压缩气体，这对于活塞式或转子式发动机是不能实现的。

当前市场上的螺旋桨形式无人机大多采用常规的活塞式发动机或转子发动机，燃油选用易挥发汽油或航空煤油，目前常规的硬式通大气燃油系统不能满足这类无人机大角度俯冲飞行。

发明内容

为克服现有技术中存在的燃油系统不能满足无人机大角度俯冲飞行时正常供油的不足，本发明提出了一种适于无人机俯冲飞行的双腔体燃油系统及其设计方法。

本发明提出的适于无人机俯冲飞行的双腔体燃油系统包括软油箱、油泵、排气电磁阀、单向阀以及油气分离器；其中：所述软油箱的出口通过管路与油气分离器上端的进油口连通；在该管路上连接有油泵；该油气分离器下端的出油口通过管路外接发动机的进油口；在该管路上连接有单向阀，该单向阀的出口与所述发动机进油口连通。位于该油气分离器上端的排气口通过管路与外界大气连通；在该管路上连接有排气电磁阀。

所述油气分离器分为上腔体与下腔体；所述上腔体的下面板为斜面，下腔体上面板亦为斜面，使上腔体的下面板与下腔体的上面板之间形成V形开口；该V形开口的根部位于机头一侧，该V形开口的口部位于机尾一侧，并在该V形开口的根部使所述上腔体与下腔体连通。

所述上腔体下面板与水平面之间的夹角为a；下腔体上面板与水平面之间的夹角为b；下腔体下面板与水平面之间的夹角为c；a＝18～22°，b＝0～﹣5°，c＝18～22°；所述油气分离器机头一侧壁板至机尾一侧壁板之间的距离为L；所述V形开口底部至V形开口口部之间的水平距离为L1；L1：L＝0.65～0.9。

在所述油气分离器的上端盖上开有进油口和排气口；在该油气分离器的侧壁下部开有出油口；在所述上腔体的侧壁板上安装有液位传感器。