[实用新型]一种用于天钩挂绳回收无人机的冲压保形软油箱和无人机

说明书

本实用新型公开了一种用于天钩挂绳回收无人机的冲压保形软油箱和无人机，包括副油箱和供油箱，所述副油箱的一端底部通过连通管路与供油箱的一端底部连通，所述副油箱的另一端顶部连接第一通气嘴(3‑1)，所述第一通气嘴(3‑1)的进口位于副油箱的外部，并与第一通气管(2‑1)的出口连接，所述第一通气嘴(3‑1)的出口位于副油箱的内部最高处，所述第一通气管(2‑1)的进口与冲压气嘴(1)连接。相比于传统金属硬油箱，TPU软油箱重量小、具有良好的变形能力，便于安装和更换。利用飞行气流进行软油箱的冲压保形和主副油箱之间的供油，解决了活塞式发动机引气困难、涡喷发动机引气压力大温度高的弊端。

技术领域

本实用新型属于燃油系统技术领域，尤其涉及一种用于天钩挂绳回收无人机的冲压保形软油箱和无人机。

背景技术

中小型无人机在军事和民用领域都具有广阔的应用前景，国内外都在相关领域发展迅速，但截至目前国内尚无成熟可靠的针对所述飞机的油箱产品，也没有形成相应的行业标准和参考。

中小型长航时无人机对重量更加敏感，其内部空间较小，而且结构相对复杂。这要求油箱要能适应机舱结构且充分利用其空间，同时空重要尽量小，以多装燃油。因此传统所用金属硬油箱已不是首选，不仅空重较大，复杂结构油箱的制作和换装也相对困难。

与之相反，小型航模飞机一般采用塑料油箱。塑料油箱制作时需要开模，同样属于硬油箱，对复杂结构的适应能力也较差。而且其材质决定了这种油箱难以满足无人机高低温环境的要求，从使用经验来看，其长期使用的可靠性和寿命也都难以保证。

在此背景下，使用橡胶或其它材料制作软油箱是一个良好的选择，美国的哈比无人机就采用了所谓的薄膜油箱，但是其材料和制作等都是不公开的。

软油箱可以采用薄膜真空油箱和通气软油箱两种方案。薄膜真空油箱内始终不进空气，随着燃油的不断消耗，油箱逐渐收缩，虽然具有零余油的优点，但是容易产生主副油箱之间供油不及时、油箱固定困难等缺点，不适合用于油舱较大的无人机。通气软油箱首先要解决增压气体来源的问题，其次要解决箱内燃油量较少时供油管可能进气导致发动机工作不稳定甚至熄火的问题，因此很难做到零余油，只能尽量减少余油量。

中小型长航时无人机一般采用耗油率较低的活塞发动机作为动力，油箱一般由多个串联/并联而成，其中一个作为供油箱。对于多个油箱方案，如果副油箱内燃油不能及时有效地流入供油箱，则最终油箱余油会比较多，而且过程中可能出现供油不畅的问题，这对于发动机的稳定工作是很不利的。因此如何让各个副油箱内的燃油都及时有效地全部流入供油箱是多油箱供油的关键，一般有两种方法：一是依靠重力二是依靠从发动机等引入增压气体。对于中小型无人机，油箱之间的高度差有限，依靠重力让副油箱燃油及时有效地流入供油箱不现实；而对于活塞式发动机，提取连续稳定的增压气体又比较困难。即使对于涡轮发动机，引气一般还需要采取降压降温等处理，而且引气会引起发动机的功率损失。

冲压气流可以使副油箱壁面一直膨胀贴紧油舱内壁。在副油箱内的燃油没有全部压入供油箱时，由于冲压能力有限，供油箱可能产生一定程度的塌陷，软油箱刚好可以满足这种变形需求。但是当副油箱内的燃油全部压入供油箱后，冲压气流将迅速冲入供油箱，使供油箱也膨胀紧贴油舱内壁，此时若无人机姿态产生较大变化，供油箱内燃油可能倒流回主油箱。在供油箱内余油较少的情况下，燃油倒流可能造成供油中断。

由于受使用条件的限制，中小型无人机的起飞和降落是关键过程，比如对于空间狭小的舰艇和岛礁，跑道和车载起飞等都不现实，目前采用翼尖天钩挂绳回收是有效措施。而天钩回收带来的一个问题是，挂绳后无人机机翼呈竖直状态，而且挂左机翼还是右机翼是随机的，此时油箱内的余油可能会通过通气管泄漏出来。解决这一问题的传统办法是在通气管中使用单向阀，这又对空间和重量都带来了一定影响。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于天钩挂绳回收无人机的冲压保形软油箱和无人机。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：