RU2523729C1

RU2523729C1 - Fuel supply system of unmanned aerial vehicle

Info

Publication number: RU2523729C1
Application number: RU2012158201/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Дмитриевич Косткин; Александр Максимилианович Попович
Original assignee: Михаил Дмитриевич Косткин; Александр Максимилианович Попович
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-07-20
Also published as: RU2012158201A

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: system comprises N fuel tanks built into the annular fairing. The tanks are located circumferentially symmetrically relative to the vertical axis of the vehicle. The pipeline supplying fuel to the engine connect the fuel tanks in series with each other, at that each subsequent connected tank is located oppositely or about oppositely relative to the vertical axis of the fairing, to the previous tank. The last tank is connected by the pipeline to the engine.

EFFECT: simplification of the design of the fuel supply system.

7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам летательных аппаратов с вертикальным взлетом и посадкой, в частности к конструкции топливной системы двигателя летательного аппарата с вертикальным положением продольной оси аппарата при посадке.The invention relates to devices for aircraft with vertical take-off and landing, in particular, to the design of the fuel system of the engine of the aircraft with the vertical position of the longitudinal axis of the device during landing.

Известны технические решения конструкций топливных систем таких летательных аппаратов.Known technical solutions for the construction of fuel systems of such aircraft.

В заявках на европейский патент ЕР 2151379, публикация 10.02.2010 и ЕР 2147858, публикация 27.01.2010, описана конструкция топливных баков летательного аппарата, которые присоединяются к обтекателю и формируют переднюю кромку обтекателя.European patent applications EP 2151379, publication 02.10.2010 and EP 2147858, publication 01.27.2010, describe the design of the fuel tanks of the aircraft, which are attached to the fairing and form the front edge of the fairing.

В патенте US 6502787, публикация 7.01.2003, топливный бак выполнен в виде цилиндра, расположенного по оси летательного аппарата.In patent US 6502787, publication 7.01.2003, the fuel tank is made in the form of a cylinder located along the axis of the aircraft.

Существует необходимость в конструкции топливной системы, которая была бы интегрирована в конструкцию аппарата, с другой стороны, не нарушалась центровка аппарата при расходе топлива. При этом конструкция топливной системы должна быть достаточно простой.There is a need for a fuel system design that would be integrated into the apparatus design, on the other hand, the alignment of the apparatus at the fuel consumption was not disturbed. The design of the fuel system should be quite simple.

Технической задачей, решаемой в данном изобретении, является создание простой системы подачи топлива, которая обеспечивает центровку аппарата при расходовании топлива.The technical problem solved in this invention is the creation of a simple fuel supply system, which provides centering of the apparatus when fuel is consumed.

Топливная система осесимметричного беспилотного летательного аппарата включает раму, установленные на раме кольцевой обтекатель с движителем в виде вентилятора и двигатель. Система содержит N топливных баков, которые встроены в кольцевой обтекатель и расположены по окружности симметрично относительно вертикальной оси аппарата, трубопроводы, подающие топливо в двигатель, которые соединяют топливные баки последовательно друг с другом, при этом, каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси обтекателя, предыдущему баку, а последний бак подсоединен трубопроводом к двигателю.The axisymmetric unmanned aerial vehicle fuel system includes a frame, an annular cowl mounted on the frame with a propeller in the form of a fan, and an engine. The system contains N fuel tanks that are built into the annular cowl and are located symmetrically around the vertical axis of the apparatus, pipelines that supply fuel to the engine, which connect the fuel tanks in series with each other, with each subsequent connected tank located opposite or approximately opposite, relative to the vertical axis of the fairing, the previous tank, and the last tank is connected by a pipeline to the engine.

Такая конструкция топливной системы, благодаря интеграции топливных баков внутрь обтекателя позволяет эффективно использовать объем обтекателя. Благодаря такому соединению трубопроводов, при расходовании топлива существенно не нарушается центровка, что важно для сохранения стабильности полета аппарата. Кроме того, сама топливная система получается простой, что позволяет повысить надежность ее работы.This design of the fuel system, due to the integration of the fuel tanks inside the fairing, allows the efficient use of the volume of the fairing. Due to such a connection of pipelines, fuel consumption does not significantly alter the alignment, which is important to maintain the flight stability of the device. In addition, the fuel system itself is simple, which improves the reliability of its operation.

В частном случае система баков содержит четное число баков.In a particular case, the tank system contains an even number of tanks.

В частности, наконечник входного патрубка от предыдущего топливного бака расположен в верхней части бака, а наконечник выходного патрубка расположен в нижней части бака, при этом входной патрубок первого бака соединен с атмосферой, а выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем. Такое соединение баков позволяет выбирать все топливо из баков, кроме того, баки за счет атмосферного давления опорожняются последовательно.In particular, the tip of the inlet pipe from the previous fuel tank is located in the upper part of the tank, and the tip of the outlet pipe is located in the lower part of the tank, while the inlet pipe of the first tank is connected to the atmosphere, and the outlet pipe of the last tank is connected to the engine. This connection of the tanks allows you to select all the fuel from the tanks, in addition, the tanks are emptied sequentially due to atmospheric pressure.

В частном случае выполнения системы выходной трубопровод последнего бака может быть соединен с двигателем через насос.In the particular case of the system, the outlet pipe of the last tank can be connected to the engine through a pump.

Кроме того, трубопроводы размещены выше системы топливных баков, в частности, они могут быть размещены в верхней части обтекателя.In addition, the pipelines are located above the fuel tank system, in particular, they can be placed in the upper part of the fairing.

Для жесткости и устойчивости конструкции система баков может быть установлена на внутреннем шпангоуте кольцевого обтекателя.For rigidity and stability of the structure, the tank system can be installed on the inner frame of the annular cowl.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг.1 приведена общая схема летательного аппарата в вертикальном разрезе.Figure 1 shows a General diagram of an aircraft in a vertical section.

На Фиг.2 показан вид топливного бака, встроенного в обтекатель.Figure 2 shows a view of the fuel tank integrated in the fairing.

На Фиг.3 приведен горизонтальный разрез обтекателя аппарата с топливными баками внутри.Figure 3 shows a horizontal section of the fairing of the apparatus with fuel tanks inside.

На Фиг.4 приведен разрез топливного бака и схема соединения топливных баков.Figure 4 shows a section of the fuel tank and the connection diagram of the fuel tanks.

Летательный аппарат 1 (Фиг.1) содержит раму 2, на которой установлен двигатель 3 и кольцевой обтекатель 4 с вентилятором 5. Внутри обтекателя 4 размещены топливные баки 6 (Фиг.2 и Фиг.3). Баки 6 расположены по окружности симметрично относительно вертикальной оси 7 аппарата 1. Баки 6 установлены на внутреннем шпангоуте 8 кольцевого обтекателя 4 и прикреплены к вертикальным шпангоутам, на чертежах не показаны, для жесткости всей конструкции.The aircraft 1 (Fig. 1) contains a frame 2 on which the engine 3 and an annular cowl 4 with a fan 5 are mounted. Inside the cowl 4 there are fuel tanks 6 (Fig. 2 and Fig. 3). The tanks 6 are arranged circumferentially symmetrically with respect to the vertical axis 7 of the apparatus 1. The tanks 6 are mounted on the inner frame 8 of the annular cowl 4 and are attached to the vertical frames, not shown in the drawings, for rigidity of the entire structure.

Трубопроводы 9, подающие топливо в двигатель 3, соединяют топливные баки 6 последовательно друг с другом. Каждый последующий бак 6, присоединенный к предыдущему баку 6, расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси 7 обтекателя 4, предыдущему баку 6. Например, на Фиг.3 показано восемь баков 6, расположенных в обтекателе 4. Соединение этих баков 6 (Фиг.4) трубопроводами 9 может быть произведено по следующей схеме: первый бак соединен с пятым, пятый со вторым, второй с шестым, шестой с третьим, третий с седьмым, седьмой с четвертым, а четвертый с восьмым. Соединение может быть произведено и в другой последовательности, например, возможен вариант последовательного соединения баков: 1-5-3-7-4-8-2-6, главное, чтобы каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси 7 обтекателя, предыдущему баку. Выходной патрубок 10 первого бака 6, в приведенном примере соединения, подключен к входу топлива двигателя 3, а входной патрубок 11 восьмого, последнего при данном соединении бака 6, подключен к атмосфере. Внутри баков 6 наконечник 10 входного патрубка расположен в верхней части бака 6, а наконечник 11 выходного патрубка расположен в нижней части бака 6.Pipelines 9, supplying fuel to the engine 3, connect the fuel tanks 6 in series with each other. Each subsequent tank 6 connected to the previous tank 6 is located opposite or approximately opposite, relative to the vertical axis 7 of the cowl 4, the previous tank 6. For example, figure 3 shows eight tanks 6 located in the cowl 4. The connection of these tanks 6 (Fig .4) pipelines 9 can be produced according to the following scheme: the first tank is connected to the fifth, the fifth to the second, the second to the sixth, the sixth to the third, the third to the seventh, the seventh to the fourth, and the fourth to the eighth. The connection can be made in another sequence, for example, a series connection of the tanks is possible: 1-5-3-7-4-8-2-2-6, the main thing is that each subsequent connected tank is located opposite or approximately opposite, relative to the vertical axis 7 fairing, previous tank. The output pipe 10 of the first tank 6, in the example connection, is connected to the fuel inlet of the engine 3, and the input pipe 11 of the eighth, the last with this connection of the tank 6, is connected to the atmosphere. Inside the tanks 6, the tip 10 of the inlet pipe is located in the upper part of the tank 6, and the tip 11 of the outlet pipe is located in the lower part of the tank 6.

Трубопроводы 9, соединяющие баки 6, размещены выше системы топливных баков 6, например, в верхней части обтекателя 4. Двигатель 3 может содержать насос, подающий топливо из баков 6. В качестве двигателя может использоваться двигатель внутреннего сгорания, тогда в виде топлива используется углеводородное топливо.The pipelines 9 connecting the tanks 6 are located above the fuel tank system 6, for example, in the upper part of the fairing 4. The engine 3 may include a pump supplying fuel from the tanks 6. An internal combustion engine can be used as the engine, then hydrocarbon fuel is used as fuel .

Топливная система летательного аппарата 1 работает следующим образом.The fuel system of the aircraft 1 operates as follows.

При работе двигателя 3, вращающего вентилятор 5 в обтекателе 4, топливо, по мере его расходования в первом баке, последовательно перетекает из предыдущего (см. Фиг.3) за счет всасывания от двигателя естественным образом или насосом, за счет действия атмосферного давления, и баки опорожняются последовательно. При опорожнении баков сохраняется стабильность летательного аппарата в пространстве, потому что баки опорожняются примерно симметрично относительно центральной оси 7. Если конструкция аппарата будет выполнена осесимметричной, то облегчается управление аппарата, в том числе и при расходе топлива, при опорожнении топливных баков 6.When the engine 3 rotates the fan 5 in the fairing 4, the fuel, as it is consumed in the first tank, sequentially flows from the previous one (see FIG. 3) due to natural intake from the engine or by a pump, due to atmospheric pressure, and tanks are emptied sequentially. When emptying the tanks, the aircraft remains stable in space, because the tanks are emptied approximately symmetrically with respect to the central axis 7. If the design of the apparatus is axisymmetric, it is easier to control the apparatus, including at the fuel consumption, when emptying the fuel tanks 6.

Конструкция топливной системы летательного аппарата является простой, эффективной и занимает, в основном, пространство внутри обтекателя.The design of the fuel system of the aircraft is simple, efficient and occupies mainly the space inside the fairing.

Claims

1. Топливная система беспилотного летательного аппарата, включающего раму, установленные на раме кольцевой обтекатель с движителем в виде вентилятора и двигатель, характеризуемая тем, что содержит N топливных баков, которые встроены в кольцевой обтекатель и расположены по окружности симметрично относительно вертикальной оси аппарата, трубопроводы, подающие топливо в двигатель, которые соединяют топливные баки последовательно друг с другом, при этом каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси обтекателя, предыдущему баку, а последний бак подсоединен трубопроводом к двигателю.1. The fuel system of an unmanned aerial vehicle, including a frame, an annular cowl mounted on the frame with a propeller in the form of a fan, and an engine characterized by the fact that it contains N fuel tanks that are built into the annular cowl and are arranged symmetrically around the vertical axis of the apparatus, pipelines, supplying fuel to the engine, which connect the fuel tanks in series with each other, with each subsequent attached tank located opposite or approximately opposite, relative relative to the vertical axis of the fairing, the previous tank, and the last tank is connected by a pipeline to the engine.

2. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что система баков содержит четное число баков.2. The fuel system according to claim 1, characterized in that the tank system contains an even number of tanks.

3. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что наконечник входного патрубка от предыдущего топливного бака расположен в верхней части бака, а наконечник выходного патрубка расположен в нижней части бака, при этом входной патрубок первого бака соединен с атмосферой, а выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем.3. The fuel system according to claim 1, characterized in that the tip of the inlet pipe from the previous fuel tank is located in the upper part of the tank, and the tip of the outlet pipe is located in the lower part of the tank, while the inlet pipe of the first tank is connected to the atmosphere, and the outlet pipe of the latter the tank is connected to the engine.

4. Топливная система по п.3, отличающаяся тем, что выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем через насос.4. The fuel system according to claim 3, characterized in that the outlet pipe of the last tank is connected to the engine through a pump.

5. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые трубопроводы размещены выше системы топливных баков.5. The fuel system according to claim 1, characterized in that the said pipelines are placed above the fuel tank system.

6. Топливная система по п.5, отличающаяся тем, что упомянутые трубопроводы размещены в верхней части обтекателя.6. The fuel system according to claim 5, characterized in that the said pipelines are located in the upper part of the fairing.

7. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что система баков установлена на внутреннем шпангоуте кольцевого обтекателя. 7. The fuel system according to claim 1, characterized in that the tank system is installed on the inner frame of the annular cowl.