ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2014 года по МПК B64C29/00 

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.

Известны технические решения конструкций топливных систем таких летательных аппаратов.

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.

В патенте US 6502787, публикация 7.01.2003, топливный бак выполнен в виде цилиндра, расположенного по оси летательного аппарата.

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.

Технической задачей, решаемой в данном изобретении, является создание простой системы подачи топлива, которая обеспечивает центровку аппарата при расходовании топлива.

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.

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.

В частном случае система баков содержит четное число баков.

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.

В частном случае выполнения системы выходной трубопровод последнего бака может быть соединен с двигателем через насос.

Кроме того, трубопроводы размещены выше системы топливных баков, в частности, они могут быть размещены в верхней части обтекателя.

Для жесткости и устойчивости конструкции система баков может быть установлена на внутреннем шпангоуте кольцевого обтекателя.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг.1 приведена общая схема летательного аппарата в вертикальном разрезе.

На Фиг.2 показан вид топливного бака, встроенного в обтекатель.

На Фиг.3 приведен горизонтальный разрез обтекателя аппарата с топливными баками внутри.

На Фиг.4 приведен разрез топливного бака и схема соединения топливных баков.

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.

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.

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.

Топливная система летательного аппарата 1 работает следующим образом.

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.

Конструкция топливной системы летательного аппарата является простой, эффективной и занимает, в основном, пространство внутри обтекателя.

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкции топливных систем беспилотных летательных аппаратов. Система содержит N топливных баков, встроенных в кольцевой обтекатель. Баки расположены по окружности, симметрично относительно вертикальной оси аппарата. Трубопроводы, подающие топливо в двигатель, соединяют топливные баки последовательно друг с другом, при этом каждый последующий присоединенный бак расположен оппозитно или примерно оппозитно, относительно вертикальной оси обтекателя, предыдущему баку. Последний бак подсоединен трубопроводом к двигателю. Достигается упрощение конструкции системы подачи топлива. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

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.

2. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что система баков содержит четное число баков.

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.

4. Топливная система по п.3, отличающаяся тем, что выходной трубопровод последнего бака соединен с двигателем через насос.

5. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые трубопроводы размещены выше системы топливных баков.

6. Топливная система по п.5, отличающаяся тем, что упомянутые трубопроводы размещены в верхней части обтекателя.

7. Топливная система по п.1, отличающаяся тем, что система баков установлена на внутреннем шпангоуте кольцевого обтекателя.