專利名稱：一種并列分布式油箱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種并列分布式油箱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種油箱系統(tǒng)，尤其是針對(duì)小型飛翼布局無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)的一種油箱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]與常規(guī)布局飛機(jī)相比，飛翼式氣動(dòng)布局主要有減重、減阻等優(yōu)勢(shì)。但是，采用飛翼布局也帶來(lái)了一系列問(wèn)題，如縱向穩(wěn)定性較弱，飛機(jī)對(duì)縱向重心位置的敏感，縱向配平的問(wèn)題等等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)也逐漸展開(kāi)了對(duì)飛翼布局飛機(jī)的多方面研究。隨著遙控航模技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展，縮比驗(yàn)證機(jī)飛行試驗(yàn)技術(shù)由于其低成本、低風(fēng)險(xiǎn)和短周期的特點(diǎn)而越來(lái)越受到重視。[0003]對(duì)于小型飛翼布局驗(yàn)證機(jī)，為了達(dá)到更好的驗(yàn)證效果，保證飛行試驗(yàn)的有效性，并且保證足夠的燃油裝載進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間飛行，通常需要采用較高的燃油系數(shù)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的航模飛機(jī)的油箱多采用玻璃鋼制作，制作成本低，可靠性好，但燃油裝載量有限， 對(duì)于安裝耗油率很高的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的無(wú)人機(jī)來(lái)講，不能夠保證進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間飛行，滯空時(shí)間太短，因而難以有效的進(jìn)行飛行試驗(yàn)。[0004]當(dāng)無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)燃油系數(shù)較高時(shí)，對(duì)于常規(guī)布局飛機(jī)，由于機(jī)身尺寸相對(duì)較大，而且飛機(jī)的縱向穩(wěn)定余度一般都較大，因而可以直接在重心位置處增加油箱體積，燃油消耗過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。但對(duì)于翼身融合的飛翼布局無(wú)人機(jī)來(lái)講，一方面燃油系數(shù)設(shè)計(jì)要求會(huì)更高，機(jī)身厚度有限，難以通過(guò)直接增加油箱體積滿足要求；另一方面，由于飛翼布局飛機(jī)對(duì)重心縱向位置敏感，如果單純的增加油箱體積，在飛行過(guò)程中由于燃油晃動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致重心位置出現(xiàn)較大變化，從而造成飛機(jī)操縱和配平問(wèn)題的不足，影響安全飛行。發(fā)明內(nèi)容[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)由于燃油消耗導(dǎo)致飛翼布局飛機(jī)的重心位置明顯變化，造成飛機(jī)操縱和配平問(wèn)題的不足，本發(fā)明在現(xiàn)有的航空模型飛機(jī)的油箱制作技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)小型飛翼布局無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)了一種專用的并列分布式油箱組成的燃油系統(tǒng)，保證在正常飛行中的任何時(shí)段，飛機(jī)的重心位置都不會(huì)出現(xiàn)較大的改變。[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括七個(gè)油箱，其中包括五個(gè)容積相等的主油箱和兩個(gè)容積相等的防氣泡油箱。1號(hào)至5號(hào)油箱作為主油箱沿飛機(jī)縱向依次分布，沿以飛機(jī)重心為原點(diǎn)的體軸系中的縱軸和橫軸對(duì)稱分布；6號(hào)油箱和7號(hào)油箱作為防氣泡油箱在飛機(jī)左右兩側(cè)對(duì)稱分布，具體位置可根據(jù)機(jī)身內(nèi)部裝載布置進(jìn)行調(diào)整，只要滿足機(jī)身重心配平要求即可。各個(gè)油箱之間通過(guò)連接件和軟橡膠油管按照規(guī)定的供油路線次序進(jìn)行連接。在加油時(shí)防氣泡油箱首先加滿油，將其中的空氣全部排除，然后開(kāi)始給主油箱加油；燃油消耗過(guò)程中，防氣泡油箱中始終保持滿油，直到所有燃油消耗完，通過(guò)這兩個(gè)油箱直接給發(fā)動(dòng)機(jī)供油可以保證發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)吸入氣泡。理論上增加主油箱的數(shù)量，減小單個(gè)油箱的體積會(huì)更好的達(dá)到維持重心位置的效果，但一方面每增加一級(jí)油箱都會(huì)導(dǎo)致加油和供油時(shí)各油箱之間的壓差阻力增大，影響加油速度和供油效率；另一方面增加油箱個(gè)數(shù)會(huì)增加油箱之間的連接，使連接更加復(fù)雜，同時(shí)又增加和重量。因此權(quán)衡利弊，并根據(jù)燃油系數(shù)的大小，最終采用五加二的布局。[0007]6、7號(hào)油箱分別直接給左、右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供油；3號(hào)油箱同時(shí)分別與6、7號(hào)油箱相連； 2、4號(hào)油箱分別與3號(hào)油箱相連，5號(hào)油箱與2號(hào)油箱相連，1號(hào)油箱與4號(hào)油箱相連；1號(hào)和5號(hào)油箱的頂部分別引出進(jìn)氣管與大氣連接，保證發(fā)動(dòng)機(jī)油泵的吸油順暢。由6、7號(hào)油箱分別引出的兩路油管通過(guò)金屬氣密元件三通連接，引出另一路油管與專用的受油閥氣密元件相連，此元件在連接加/抽油口元件時(shí)保持暢通，否則自動(dòng)關(guān)閉，以此保證油路的氣密性。[0008]對(duì)于單發(fā)的無(wú)人機(jī)，僅需使用一個(gè)防氣泡油箱直接給發(fā)動(dòng)機(jī)供油，即采用五加一的布局，1號(hào)至5號(hào)油箱作為主油箱沿飛機(jī)縱向依次分布，沿以飛機(jī)重心為原點(diǎn)的體軸系中的縱軸和橫軸對(duì)稱分布；6號(hào)油箱作為防氣泡油箱在飛機(jī)任意一側(cè)，另一側(cè)對(duì)稱分布一個(gè)配重塊，防氣泡油箱具體位置可根據(jù)機(jī)身內(nèi)部裝載布置進(jìn)行調(diào)整，其它連接方式均與雙發(fā)的無(wú)人機(jī)一樣。[0009]燃油消耗過(guò)程中，根據(jù)虹吸現(xiàn)象，燃油先由1號(hào)和5號(hào)油箱中分別吸入4號(hào)和2號(hào)油箱，然后同時(shí)吸入3號(hào)油箱，再分別吸入6號(hào)和7號(hào)油箱，使得這兩個(gè)防氣泡油箱始終保持滿油，保證在飛行過(guò)程中給發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)供油。飛行前加油時(shí)，將加油口插入受油閥，先加滿兩個(gè)防氣泡油箱，然后依次是3號(hào)油箱，2、4號(hào)油箱，最后加滿1號(hào)和5號(hào)油箱。飛行結(jié)束后，同樣通過(guò)受油閥可將剩余的燃油完全抽出，抽油順序與發(fā)動(dòng)機(jī)消耗燃油的順序相同。[0010]本發(fā)明的有益效果是油箱加滿油后的重心位置與飛機(jī)的重心位置重合，按照此方法布置燃油系統(tǒng)，能夠保證在正常飛行中的任何時(shí)段，飛機(jī)的重心位置都不會(huì)較大改變， 不會(huì)影響到安全飛行。如果在飛行過(guò)程中一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，或者兩側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不對(duì)稱導(dǎo)致吸油不均，由于共用了位于飛機(jī)重心位置處的3號(hào)主油箱，因而不會(huì)導(dǎo)致另外四個(gè)主油箱的相對(duì)橫軸不對(duì)稱，引起重心位置沿飛機(jī)縱軸移動(dòng)。由于燃油消耗過(guò)程中僅有其中的兩個(gè)主油箱中的燃油位置會(huì)隨飛機(jī)左右晃動(dòng)而沿橫軸移動(dòng)，且飛翼布局的飛機(jī)橫向結(jié)構(gòu)重量分布均勻，因而在橫軸方向上燃油重心的移動(dòng)影響很小。[0011]如果在飛行過(guò)程中由于某些不確定的因素造成左側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供油和右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供油的速度有所偏差，由于左側(cè)供油路線中的5號(hào)、2號(hào)油箱和左側(cè)供油路線中的1號(hào)、4號(hào)油箱在飛機(jī)縱軸方向上交叉分布，因而能最小限度的減小整機(jī)重心位置的移動(dòng)。由于單個(gè)主油箱的尺寸在飛機(jī)的縱向相對(duì)很小，因此無(wú)論在抬頭起飛和降落過(guò)程中，或者飛行過(guò)程中的俯仰角有較大變化時(shí)，單個(gè)油箱內(nèi)的燃油移動(dòng)均不會(huì)造成對(duì)整機(jī)重心比較大的影響。


[0012]圖1油箱排列分布俯視原理圖[0013]圖2供油路線原理圖；[0014]圖3燃油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖4主油箱結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖5防氣泡油箱結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖6連接件1結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖7 連接件2結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]其中1-1號(hào)油箱；2-2號(hào)油箱；3-3號(hào)油箱；4_4號(hào)油箱；5_5號(hào)油箱；6_6號(hào)油箱； 7-7號(hào)油箱；8-左側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供油管；9-右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供油管；10-三通；11-受油閥；12-連接件2 ;13_連接件1 ； 14-重錘。
具體實(shí)施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。[0021]本實(shí)施例為用于一架小型雙發(fā)渦噴飛翼布局無(wú)人機(jī)的燃油系統(tǒng)，飛機(jī)起飛總重約 45kg，燃油總重Ilkgo[0022]如圖3所示，本發(fā)明共包括七個(gè)油箱，有序連接在一起組成供油系統(tǒng)。所有油箱均以玻璃鋼制作而成。如圖4所示，1、2、4、5號(hào)油箱均在側(cè)面和上表面的中心位置各預(yù)留一個(gè)孔；3號(hào)油箱兩側(cè)面各留一孔，上表面留兩個(gè)孔；如圖5所示，6、7號(hào)防氣泡油箱上下表面各留一孔，前方側(cè)面留一孔；所有孔的直徑均為16mm。[0023]如圖6所示，連接件1由一鋁金屬件(普通硬鋁加工件)和對(duì)應(yīng)大小的銅管(普通黃銅加工件)通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘接而成，鋁金屬件尺寸保證能夠剛好扣在油箱預(yù)留的孔上； 銅管長(zhǎng)度保證與鋁金屬件粘接后，向油箱內(nèi)伸出1mm，向外伸出6mm，用來(lái)連接軟橡膠油管； 粘接牢固以后直接用環(huán)氧樹(shù)脂將其扣粘在主油箱的上表面孔和防氣泡油箱的上下表面的孔上。如圖7所示，連接件2的鋁金屬件和連接件1 一樣，制作方法也一樣，只是銅管長(zhǎng)度保證與鋁金屬件粘接后，向油箱內(nèi)伸出10mm，向外伸出6mm，；制作完成后將內(nèi)側(cè)銅管與長(zhǎng)度約為對(duì)應(yīng)油箱長(zhǎng)度2/3的軟橡膠油管相連，油管末端連接重錘，以保證吸油從油箱底部開(kāi)始； 然后將重錘塞入油箱內(nèi)，用環(huán)氧樹(shù)脂將連接件2與油箱剩余孔扣粘牢固。所有主油箱的上表面的孔均采用連接件1，兩側(cè)的孔采用連接件2 ；防氣泡油箱的上下表面的孔采用連接件 1，前側(cè)面孔采用連接件2。注意所有粘接進(jìn)行之前均要用較粗糙的砂紙將粘接表面打毛， 并用酒精擦拭干凈，以保證粘接牢固。[0024]所有油箱都粘牢之后再對(duì)油箱的氣密性分別進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)氣泵向油箱內(nèi)加壓， 放入水中檢查是否有漏氣口。如若發(fā)現(xiàn)漏氣，將漏氣處周圍用砂紙打毛，并用酒精擦拭干凈，然后用玻璃布和酒精稀釋的環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)漏氣處進(jìn)行修補(bǔ)，根據(jù)漏氣嚴(yán)重程度使用2-3 層玻璃布。[0025]檢驗(yàn)完成后，如圖3所示，用軟油管將各個(gè)油箱連接在一起1號(hào)和5號(hào)油箱的上表面的連接件分別引出進(jìn)氣管環(huán)繞于油箱上面；1號(hào)油箱側(cè)面的連接件引出油管與4號(hào)油箱頂部連接件相連，4號(hào)油箱側(cè)面的連接件引出油管與3號(hào)油箱頂部左邊的連接件相連；5 號(hào)油箱側(cè)面的連接件引出油管與2號(hào)油箱頂部連接件相連，2號(hào)油箱側(cè)面的連接件引出油管與3號(hào)油箱頂部右邊的連接件相連；3號(hào)油箱左右兩側(cè)分別引出油管與左右兩個(gè)防氣泡油箱頂部連接件相連；兩個(gè)防氣泡油箱由前側(cè)的連接件引出油管，分別與左右兩側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)油路相連，給發(fā)動(dòng)機(jī)供油；由兩個(gè)防氣泡油箱底部的連接件連出的兩路油管通過(guò)金屬氣密元件三通連接，引出另一路油管與專用的受油閥氣密元件相連，固定于飛機(jī)背部的控制面板上，方面飛行前加油和飛行后抽油。[0026]對(duì)于單發(fā)的無(wú)人機(jī)，僅需使用一個(gè)防氣泡油箱直接給發(fā)動(dòng)機(jī)供油，即采用五加一的布局，包括六個(gè)油箱，其中包括五個(gè)容積相等的主油箱和一個(gè)防氣泡油箱，1號(hào)至5號(hào)油箱作為主油箱沿飛機(jī)縱向依次分布，沿以飛機(jī)重心為原點(diǎn)的體軸系中的縱軸和橫軸對(duì)稱分布，6號(hào)油箱作為防氣泡油箱在飛機(jī)任意一側(cè)，另一側(cè)對(duì)稱分布一個(gè)配重塊，各個(gè)油箱之間通過(guò)連接件和軟橡膠油管按照規(guī)定的供油路線次序進(jìn)行連接；6號(hào)油箱直接給發(fā)動(dòng)機(jī)供油，3號(hào)油箱與6號(hào)油箱相連；2、4號(hào)油箱分別與3號(hào)油箱相連，5號(hào)油箱與2號(hào)油箱相連，1 號(hào)油箱與4號(hào)油箱相連；1號(hào)和5號(hào)油箱的頂部分別引出進(jìn)氣管與大氣連接；由6號(hào)油箱分別引出的兩路油管通過(guò)金屬氣密元件三通連接，引出另一路油管與專用的受油閥氣密元件相連，此元件在連接加/抽油口元件時(shí)保持暢通，否則自動(dòng)關(guān)閉。
權(quán)利要求1.一種并列分布式油箱系統(tǒng)，包括七個(gè)油箱，其特征在于其中包括五個(gè)容積相等的主油箱和兩個(gè)容積相等的防氣泡油箱，1號(hào)至5號(hào)油箱作為主油箱沿飛機(jī)縱向依次分布，沿以飛機(jī)重心為原點(diǎn)的體軸系中的縱軸和橫軸對(duì)稱分布，6號(hào)油箱和7號(hào)油箱作為防氣泡油箱在飛機(jī)左右兩側(cè)對(duì)稱分布，各個(gè)油箱之間通過(guò)連接件和軟橡膠油管按照規(guī)定的供油路線次序進(jìn)行連接；6、7號(hào)油箱分別直接給左、右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)供油；3號(hào)油箱同時(shí)分別與6、7號(hào)油箱相連；2、4號(hào)油箱分別與3號(hào)油箱相連，5號(hào)油箱與2號(hào)油箱相連，1號(hào)油箱與4號(hào)油箱相連；1號(hào)和5號(hào)油箱的頂部分別引出進(jìn)氣管與大氣連接；由6、7號(hào)油箱分別引出的兩路油管通過(guò)金屬氣密元件三通連接，引出另一路油管與專用的受油閥氣密元件相連，此元件在連接加/抽油口元件時(shí)保持暢通，否則自動(dòng)關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并列分布式油箱系統(tǒng)，其特征在于包括六個(gè)油箱，其中包括五個(gè)容積相等的主油箱和一個(gè)防氣泡油箱，1號(hào)至5號(hào)油箱作為主油箱沿飛機(jī)縱向依次分布，沿以飛機(jī)重心為原點(diǎn)的體軸系中的縱軸和橫軸對(duì)稱分布，6號(hào)油箱作為防氣泡油箱在飛機(jī)任意一側(cè)，另一側(cè)對(duì)稱分布一個(gè)配重塊，各個(gè)油箱之間通過(guò)連接件和軟橡膠油管按照規(guī)定的供油路線次序進(jìn)行連接；6號(hào)油箱直接給發(fā)動(dòng)機(jī)供油，3號(hào)油箱與6號(hào)油箱相連；2、4號(hào)油箱分別與3號(hào)油箱相連，5號(hào)油箱與2號(hào)油箱相連，1號(hào)油箱與4號(hào)油箱相連；1號(hào)和5號(hào)油箱的頂部分別引出進(jìn)氣管與大氣連接；由6號(hào)油箱分別引出的兩路油管通過(guò)金屬氣密元件三通連接，引出另一路油管與專用的受油閥氣密元件相連，此元件在連接加/抽油口元件時(shí)保持暢通，否則自動(dòng)關(guān)閉。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種并列分布式油箱系統(tǒng)，五個(gè)油箱沿飛機(jī)縱向依次分布，沿以飛機(jī)重心為原點(diǎn)的體軸系中的縱軸和橫軸對(duì)稱分布，兩個(gè)防氣泡油箱或配重塊在飛機(jī)左右兩側(cè)對(duì)稱分布，各個(gè)油箱之間通過(guò)連接件和軟橡膠油管按照規(guī)定的供油路線次序進(jìn)行連接，能夠克服由于燃油消耗造成飛翼布局飛機(jī)的重心位置的明顯變化；在飛行過(guò)程中一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，或者兩側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力不對(duì)稱導(dǎo)致吸油不均的情況下也能夠保證重心位置沒(méi)有變化。另外，本實(shí)用新型制作簡(jiǎn)單、成本低、周期短，且實(shí)用可靠，使用方便，并可根據(jù)具體的飛機(jī)尺寸制作各種大小尺寸的燃油系統(tǒng)，特別適用于小型渦噴飛翼布局無(wú)人驗(yàn)證機(jī)。
文檔編號(hào)B64D37/04GK202244090SQ201120327188
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者呂佩劍, 張冰融, 張煒, 徐孝武, 蔣坤 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)