Капиллярное устройство забора топлива из бака летательного аппарата Российский патент 2023 года по МПК B64D37/00 

Изобретение относится к устройствам для забора топлива из топливного бака летательного аппарата (ЛА).

В настоящее время для забора топлива в маршевый двигатель используют топливозаборные устройства различных конструкций, в большинстве которых газовая и жидкостная фазы не разделены, что может стать причиной попадания газа в топливную магистраль, питающую двигатель.

Прототип заявляемого изобретения [1. Пат. 2 666 004 RU, МПК⁶ B64D 37/00. Устройство забора топлива из бака летательного аппарата / Дергачев А.А. и др. - Заявл. 01.08.2017; опубл. 05.09.2018, Бюл. №25.] представляет собой размещенную в баке тонкостенную оболочку с проницаемой боковой поверхностью, выполненной из капиллярного объемно-пористого материала, сформованного в виде гофр, нижняя часть которого соединена с трубопроводом забора топлива, а верхняя - заглушена.

Недостатком данного устройства является его малая жесткость и, как следствие, потеря формы и критичное уменьшение эффективной поверхности при резком увеличении расхода топлива, что наблюдается при пуске топливной системы, т.к. при этом, в соответствии с законом Торичелли, происходит сжатие боковой поверхности из-за имеющегося гидравлического сопротивления капиллярного материала.

Целью заявляемого изобретения является разработка капиллярного устройства забора топлива, обеспечивающего надежную работу топливной системы ЛА при резком увеличении расхода топлива.

Заявляемое устройство забора топлива из бака ЛА представляет собой размещенную в топливном баке тонкостенную оболочку с проницаемой боковой поверхностью, выполненной из капиллярного объемно-пористого материала, сформованного в виде гофр. Нижняя часть устройства соединена с трубопроводом забора топлива, а верхняя часть подвижна и заглушена. К верхней части устройства прикреплен поплавок.

На фиг. 1 в разрезе показаны:

1 - топливный бак ЛА;

2 - тонкостенная оболочка с проницаемой боковой поверхностью;

3 - нижняя часть устройства;

4 - трубопровод забора топлива;

5 - верхняя часть устройства;

6 - поплавок;

7 - внутренняя полость устройства.

8 исходном положении топливный бак 1 заполнен топливом, поплавок 6, увлекаемый архимедовой силой, через верхнюю часть 5 воздействует на проницаемую боковую поверхность тонкостенной оболочки 2 и удерживает ее в максимально выпрямленном положении.

Топливо из топливного бака 1 поступает через проницаемую боковую поверхность тонкостенной оболочки 2 во внутреннюю полость 7 устройства, далее проходит через трубопровод 4 забора топлива в двигатель. При пуске топливной системы происходит резкое увеличение расхода топлива. При этом из-за гидравлического сопротивления проницаемой боковой поверхности тонкостенной оболочки 2 создается разрежение во внутренней полости 7. Тонкостенная оболочка 2 стремится сжаться, увлекая за собой верхнюю часть 5. Поплавок 6 под действием архимедовой силы удерживает верхнюю часть 5 от перемещения или, в зависимости от объема и плавучести поплавка 6, минимизирует это перемещение.

В дальнейшем расход топлива уменьшается, работа ЛА продолжается с распрямленной боковой поверхностью тонкостенной оболочки 2. При понижении уровня топлива в топливном баке 1 граница раздела сред доходит до тонкостенной оболочки 2 ниже верхней части 5. Архимедова сила поплавка 6, находящегося не в топливе, не действует и не препятствует силам объемного сжатия сжимать тонкостенную оболочку 2, в результате чего происходит перемещение верхней части 5 до максимальной выработки топлива и максимального сжатия гофры.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является надежная работа топливной системы ЛА при резком увеличении расхода топлива. Технический результат достигается за счет введения в конструкцию устройства поплавка, препятствующего потере формы устройства и критичному уменьшению его эффективной поверхности при резком увеличении расхода топлива.

Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Источники, принятые во внимание

1. Пат. 2 666 004 RU, МПК⁶ B64D 37/00. Устройство забора топлива из бака летательного аппарата / Дергачев А.А. и др. - Заявл. 01.08.2017; опубл. 05.09.2018, Бюл. №25.

2. Пат. 2 507 129 RU, МПК⁶ B64D 37/10, F02K 9/50. Топливный бак двигательной установки летательного аппарата / Булаев А.А., Никитин В.И. - Заявл. 24.07.2012; опубл. 20.02.2014, Бюл. №5.

3. Пат. 2 507 127 RU, МПК⁶ B64D 37/02. Топливный бак летательного аппарата / Кочнев И.А. и др. - Заявл. 11.05.2012; опубл. 20.02.2014, Бюл. №5.

4. Пат. 2 021 168 RU, МПК (1990.01) B64D 37/00. Способ выработки топлива из баков летательного аппарата и топливная система летательного аппарата / Белов А.П., Марфуненков К.А., Ацеров П.А. - Заявл. 10.04.1992; опубл. 15.10.1994.

5. Пат. 2 497 724 RU, МПК⁶ B64D 37/00. Топливный бак летательного аппарата / Никитин В.И., Куранов Е.Г., Реш Г.Ф. - Заявл. 09.04.2012; опубл. 10.11.2013, Бюл. №31.

6. Пат. 2 120 054 RU, МПК (1995.01) F02M 37/00, F02M 37/22. Система питания двигателя внутреннего сгорания / Куколев П.В., Горбунов В.В., Солдатов В.П. - Заявл. 20.05.1997; опубл. 10.10.1998.

7. Пат. 2 024 419 RU, МПК (1990.01) B64D 1/02, B64D 37/00, F16L 37/02. Узел стыковки воздушных магистралей летательного аппарата / Котов Л.П. и др. - Заявл. 03.07.1992; опубл. 15.12.1994.

8. Пат. 2 030 329 RU, МПК (1995.01) B64D 1/02, B64D 37/00. Устройство для стыковки трубопроводов / Котов Л.П. и др. - Заявл. 26.06.1992; опубл. 10.03.1995.

9. Пат. 2 081 793 RU, МПК (1995.01) B64D 37/00. Система перекачки топлива летательного аппарата / Белов А.П., Моисеев В.И., Сяфуков А.Х., - Заявл. 01.07.1994; опубл. 10.07.1996.

10. Патент 2 309 285 RU, МПК⁶ F02M 5/02, B64D 37/00. Система подачи топлива в авиационный двигатель внутреннего сгорания / Горячев Г.С. и др. - Заявл. 16.12.2005; опубл. 27.06.2007, Бюл. №18.

11. Пат. 2 295 047 RU, МПК⁶ F02C 7/06. Газотурбинный двигатель / Сергеев В.Б., Кузменко М.Л., Маркин А.К. - Заявл. 23.05.2005; опубл. 10.03.2007, Бюл. №7.

12. Пат. 689 538 RU, МПК (1990.01) B64D 37/00. Система перекачки топлива / Шевцов В.Ф. и др. - Заявл. 23.12.1977; опубл. 15.09.1994.

13. Пат. 2 107 634 RU, МПК (1995.01) B60K 15/03. Транспортное средство / Лысенко Е.В. - Заявл. 30.01.1996; опубл. 27.03.1998.

14. Пат. 2 181 326 RU, МПК (2000.01) B60K 15/03. Устройство для хранения топлива / Хиодо Й. и др. - Заявл. 31.08.1998; опубл. 20.04.2002, Бюл. №11.

15. Пат. 2 463 176 RU, МПК⁶ B60K 15/03 и др. Топливный бак / Березина Т.Н., Березин И.В. - Заявл. 13.01.2011; опубл. 10.10.2012, Бюл. №28.

16. Пат. 2 092 396 RU, МПК (1995.01) B64D 37/00. Топливный бак / Яруллин З.Ш. - Заявл. 25.12.1991; опубл. 10.10.1997.

17. Пат. 2 666 004 RU, МПК⁶ B64D 37/00. Устройство забора топлива из бака летательного аппарата / Дергачев А.А. и др. - Заявл. 01.08.2017; опубл. 05.09.2018, Бюл. №25.

18. Пат. 2 416 657 RU, МПК⁶ С22С 21/06. Деформируемый термически неупрочняемый сплав на основе алюминия / Пименов Ю.П. и др. - Заявл. 20.04.2010; опубл. 20.04.2011, Бюл. №11.

19. Заявка на Из. 94 04 5507 RU, МПК (1995.01) B60K 15/03, B64D 37/02. Топливный бак и способ его изготовления / Бакшинов В.М. и др. - Заявл. 29.12.1994; опубл. 27.10.1996.

20. А.с. 1 768 410 SU, МПК (2000.01) B60K 15/03. Бак для рабочей жидкости / Камчугов Н.В., Лепехин А.Т., Ломоносов Ю.Н. - Заявл. 17.08.1990; опубл. 15.10.1992, Бюл. №38.

21. Пат.2 667 126 FR, МПК B22D 1/00 и др. Connection device with automatic positioning / Claude Masse - Заявл. 26.09.1990; опубл. 27.03.1992.

22. Поликовский В.И. Силовые установки летательных аппаратов с воздушно-реактивными двигателями: Учеб. пособие [Текст] / В.И. Поликовский, Д.Н. Сурнов / МАИ им. С.Орджоникидзе. - М.: Машиностроение, 1965. - 261 с.

23. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справ, пособие [Текст] / Т.М. Башта. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1971. - 672 с.

24. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам: [Текст] / П.Г. Киселев. - 2-е изд. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 352 с.

Изобретение относится к топливным системам летательного аппарата. Устройство забора топлива из бака ЛА представляет собой размещенную в топливном баке (1) тонкостенную оболочку (2) с проницаемой боковой поверхностью. Боковая поверхность выполнена из капиллярного объемно-пористого материала, сформованного в виде гофр. Нижняя часть (3) устройства соединена с трубопроводом (4) забора топлива. Верхняя часть (5) подвижна и заглушена. К верхней части (5) устройства прикреплен поплавок (6). Достигается повышение надежности работы топливной системы ЛА при резком увеличении расхода топлива. 1 ил.

Капиллярное устройство забора топлива из бака летательного аппарата, представляющее собой размещенную в топливном баке тонкостенную оболочку с проницаемой боковой поверхностью, выполненной из капиллярного объемно-пористого материала, сформованного в виде гофр, нижняя часть которого соединена с трубопроводом забора топлива, а верхняя - подвижна и заглушена, отличающееся тем, что к верхней части устройства прикреплен поплавок.