×
24.12.2019
219.017.f1ac

Топливная система летательного аппарата

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002709965
Дата охранного документа
23.12.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к топливной системе летательных аппаратов. Топливная система летательного аппарата содержит бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы (4,5) забора топлива из бака. При этом, инерционный клапан переключения забора топлива расположен вдоль оси по направлению полета и состоит из двух обратных клапанов (10,11), оппозитно расположенных относительно единой полости (19) забора топлива в двигатель. Упомянутые обратные клапаны (10,11) разделены между собой упором-качалкой (14), закрепленным в корпусе (18) инерционного клапана. Изобретение обеспечивает непрерывное питание двигателя топливом в любых положениях летательного аппарата. 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам летательных аппаратов (ЛА) и может найти применение в конструкции заборных устройств топливной системы двигателя беспилотного ЛА (БЛА) при любых условиях полета.

Обеспечение бесперебойной подачи топлива в двигатель вне зависимости от условий полета является одним из основных требований, предъявляемых к топливным системам. С этой целью в конструкцию бака как обязательные составляющие входят системы дренажа и наддува топливного бака, а также расходный бак для обеспечения двигателя топливом даже при кратковременных отрицательных перегрузках или маневрировании ЛА в полете [1. Лещинер Л.Б. Проектирование топливных систем самолетов / Л.Б. Лещинер, И.Е. Ульянов; под ред. Г.С. Скубачевского. - М.: Машиностроение, 1975. - С. 79-84; 2. Поликовский В.И. Самолетные силовые установки / В.И. Поликовский. - М.: Оборонгиз, 1952. - С. 54-58, фиг. 28, 29; с. 71-72, фиг. 42, 44].

Кроме того, в некоторых типах реактивных двигателей при попадании воздуха в топливную систему образуется воздушная пробка, приводящая к остановке двигателя. Это особенно критично для БЛА, так как в них затруднен повторный запуск двигателя.

Появлению воздушных пробок, нарушающих неразрывность потока топлива, способствует выделение растворенного в топливе воздуха или его попадание из устройств забора топлива при их переключении [3. Авиационные топливные системы: Учебник / С.В. Епифанов, А.И. Рыженко, Р.Ю. Цуканов. - Харьков: ХАИ, 2018. - С. 133.]. Для исключения попадания воздуха в топливную систему перед заборником устанавливают сетчатые воздухоотделители, отделяющие топливо от воздуха. Эффект задержки воздуха сеткой объясняется образованием пленки топлива между ячейками сетки вследствие молекулярного сцепления топлива по ячейкам.

Для увеличения времени работы расходного бака из него удаляют скопление воздуха, перепуская его в топливный бак, или применяют заборные устройства в топливных баках, исключающие поступление в расходный бак объема воздуха, больше допустимого значения.

Перепускные устройства являются конструктивно сложными и ненадежными. Предпочтительнее использовать, к примеру, заборные устройства с поплавковыми клапанами. Известны заборные устройства с поплавковыми клапанами со сдвоенными узлами питания [2. С. 55, 56, фиг. 28 г; с. 58, фиг. 29 в], отличающиеся нестабильностью в быстродействии, что приводит к нарушению герметичности в переходный момент посадки клапана на седло. В результате в расходном баке накапливается воздух, что неприемлемо для маневренных ЛА.

Известна топливная система ЛА [4. Пат. 2669913 RU, МПК6 В64С 29/00. Топливная система летательного аппарата / Горбачев А.Д., Ивашин А.Ф., Каган В.А. - Заявл. 16.11.2017; опубл. 24.12.2018, Бюл. №36.], в которой устройство с инерционным клапаном переключения забора топлива, обеспечивающее быстродействие, чувствительное к минимальным изменениям положения ЛА, представляет собой цилиндрический груз, перемещающийся в обойме по шарикоподшипнику и содержащий на торцах уплотнения, взаимодействующие оппозитно по седлам, перекрывающим трубопроводы сдвоенных узлов питания топливной системы. Недостатки указанного клапана как переключателя забора топлива следующие:

- при малых углах атаки и пикирования ЛА осевая составляющая силы от веса груза, уплотняющая по седлу, чрезвычайно мала и обеспечивает герметичность только при малых расходах топлива и наддуве бака, что значительно сокращает диапазон использования и надежность, учитывая реальные параметры топливной системы ЛА;

- повышение массы груза как вариант решения проблемы также не приемлем, так как конструкция может повредиться до эксплуатации при транспортировке ЛА.

Наиболее близкими к заявляемому изобретению являются топливные баки и заборные устройства в топливных баках [2. С. 56, 58, фиг. 28, 29.], содержащие расходный отсек с перегородкой и клапанами, обеспечивающими непрерывное питание двигателя топливом во всех режимах.

Исследованием инерционных клапанов с соосным положением обратных клапанов [2. С. 56, фиг. 28 г.] определено, что высокой динамичностью и гарантированным обеспечением герметичности обладают коротко-ходовые клапаны, но при этом они отличаются серьезным недостатком: клапан, противоположный закрытому, в переходный момент открытия также прижимается к седлу силой эжекции потока жидкости, то есть распределитель запирается - прерывается подача топлива в двигатель.

Целью изобретения является создание простой и надежной топливной системы ЛА с заборным устройством топлива из бака, обеспечивающим непрерывное питание двигателя топливом во всех режимах и в условиях любых положений ЛА.

Заявляемая топливная система ЛА содержит бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расположенный вдоль оси по направлению полета, состоящий из двух обратных клапанов, оппозитно расположенных относительно единой полости забора топлива в двигатель, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы забора топлива из бака. При этом обратные клапаны инерционного клапана переключения забора топлива в двигатель разделены между собой упором-качалкой, закрепленным в корпусе инерционного клапана.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1-5 представлена заявляемая топливная система ЛА.

На фиг. 1 изображены: бак 1, инерционный клапан 2, расходный отсек 3 и трубопроводы 4, 5 забора топлива из бака 1, перегородка 6, сетчатый воздухоотделитель 7 и трубопровод 8 забора топлива к двигателю, трубопровод 9. Инерционный клапан 2 сообщен с расходным отсеком 3 трубопроводом 9. Состояние гидросистемы показано в горизонтальном положении ЛА, обозначено направление полета (НП).

Инерционный клапан 2, изображенный на фиг. 2, состоит из обратных клапанов 10, 11, свободно перемещающихся по направляющим 12, 13, взаимодействующих с седлами 14, 15, оппозитно расположенными на фланцах 16, 17 корпуса 18 инерционного клапана 2. Фланцы 16, 17 соединены между собой в единую полость 19 забора топлива в двигатель. Клапаны 10, 11 разделены между собой упором-качалкой 20, шарнирно закрепленным на кронштейне 21 в корпусе 18 инерционного клапана 2 в полости 19 забора топлива. Направляющие 12, 13 с каждого торца содержат отверстия 22, сообщающие трубопроводы 4, 5 с расходным отсеком 3.

На фиг. 3, 4 поясняется принцип работы топливной системы с учетом положений ЛА в полете.

На фиг. 3 изображен инерционный клапан 2 при положении ЛА на кабрирование. Топливо в силу гравитации и перегрузки смещается в заднюю часть бака с уровнем угла подъема ЛА, оставляя при этом открытым, без топлива, трубопровод 4 забора топлива. При этом питание двигателя топливом остается непрерывным. Обратный клапан 10 инерционного клапана 2 также в силу гравитации и перегрузки, мгновенно перемещается по направляющей 12 в направлении против полета, перекрывая по седлу 14 доступ газа из трубопровода 4 через полость 19 и трубопровод 9 в расходный отсек 3. Клапан 11, перемещаясь на открытие, обеспечивает поступление топлива через полость 19, трубопровод 9, расходный отсек 3, сетчатый воздухоотделитель 7, далее по трубопроводу 8 - к двигателю. При этом упор-качалка 20, образуя единую кинематическую связь с клапанами 10, 11, препятствует клапану 11 сесть на седло 15, увлекаемому эжекцией потока жидкости в переходный момент открытия, предотвращая перекрытие поступления топлива в двигатель.

На фиг. 4 изображен инерционный клапан 2 при положении ЛА на пикирование. Функционирование топливной системы в данном положении ЛА аналогично изложенному выше: обратный клапан 11 инерционного клапана 2 перемещается в направлении по полету, перекрывая по седлу 15 доступ газа из трубопровода 5 в расходный отсек 3, открывая поступление топлива по трубопроводу 4 через полость 19 в расходный отсек 3 и далее - к двигателю.

При отрицательной и боковых перегрузках непрерывное поступление топлива к двигателю обеспечивается постоянным наполнением расходного отсека 3 топливом вследствие попеременного перекрытия доступа газа в систему, как описано выше, и наличием в расходном отсеке 3 перегородки 6 с сетчатым воздухоотделителем 7, отделяющим топливо от воздуха. Гарантированное обеспечение герметичности при различных положениях ЛА в полете достигается попеременным прижатием обратных клапанов 10, 11 к седлам 14, 15 инерционными силами, силой прижатия клапанов от перепада давлений на них, а также высокой динамичностью вследствие коротких ходов клапанов. Таким образом исключается попадание газа при переключениях инерционного клапана 2 до оголения заборников топлива трубопроводов 4, 5.

На фиг. 5 показан действующий инерционный клапан 2.

Технический результат заключается в создании надежной топливной системы с заборным устройством топлива из бака, обеспечивающим непрерывное питание двигателя топливом в любых положениях ЛА за счет:

- чувствительности к минимальным изменениям положения ЛА;

- обеспечения герметичности при перекладке положения обратных клапанов;

- улучшения заполнения топливом трубопроводов забора топлива и расходного отсека.

Технический результат достигается тем, что в топливной системе ЛА обратные клапаны инерционного клапана переключения забора топлива в двигатель разделены между собой упором-качалкой. Это подтверждает Акт о выборе оптимального варианта распределителя забора топлива [5. Выбор оптимального варианта распределителя забора топлива в топливной системе (ТС) летательного аппарата (ЛА): Акт от 22.01.2019 г. - Оренбург: [АО «ПО «Стрела»], 2019. - 5 л.].

Топливная система ЛА может быть выполнена с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Источники информации

1. Лещинер Л.Б. Проектирование топливных систем самолетов / Л.Б. Лещинер, И.Е. Ульянов; под ред. Г.С. Скубачевского. - М.: Машиностроение, 1975. - 344 с.

2. Поликовский В.И. Самолетные силовые установки / В.И. Поликовский. - М.: Оборонгиз, 1952. - 600 с.

3. Авиационные топливные системы: Учебник / С.В. Епифанов, А.И. Рыженко, Р.Ю. Цуканов. - Харьков: ХАИ, 2018. - 560 с.

4. Пат. 2669913 RU, МПК6 В64С 29/00. Топливная система летательного аппарата / Горбачев А.Д., Ивашин А.Ф., Каган В.А. - Заявл. 16.11.2017; опубл. 24.12.2018, Бюл. №36.

5. Выбор оптимального варианта распределителя забора топлива в топливной системе (ТС) летательного аппарата (ЛА): Акт от 22.01.2019 г. - Оренбург: [АО «ПО «Стрела»], 2019. - 5 л.

6. Исследование капиллярных фазоразделителей для топливных баков жидкостных ракетных двигателей при испарении криогенных компонентов / Н.И. Авраамов, Ф.В. Пелевин, В.Б. Сапожников, А.Л. Синцов. - Известия высших учебных заведений. Машиностроение. Авиационная и ракетно-космическая техника. - 2015. - №10 (667). - С. 77-83.

Топливная система летательного аппарата, содержащая бак, инерционный клапан переключения забора топлива, расположенный вдоль оси по направлению полета, состоящий из двух обратных клапанов, оппозитно расположенных относительно единой полости забора топлива в двигатель, расходный отсек с перегородкой и трубопроводы забора топлива из бака, отличающаяся тем, что обратные клапаны инерционного клапана переключения забора топлива в двигатель разделены между собой упором-качалкой, закрепленным в корпусе инерционного клапана.
Топливная система летательного аппарата
Топливная система летательного аппарата
Топливная система летательного аппарата
Топливная система летательного аппарата
Топливная система летательного аппарата
Топливная система летательного аппарата
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 161 items.
27.03.2016
№216.014.c878

Автоматическая система загрузки ракет в самоходную пусковую установку

Изобретение относится к военной технике. Автоматическая система загрузки ракет в составе подвижного ракетного комплекса состоит из цепных транспортеров и рельсовых направляющих, размещенных на основании контейнеров транспортно-заряжающей машины (ТЗМ) и самоходной пусковой установки (СПУ)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578917
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.06.2016
№217.015.041c

Стенд для испытаний шарнирных подшипников

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний шарнирных подшипников с имитацией эксплуатационных нагрузок и температур. Стенд состоит из основания, на котором размещены и соединены при помощи кинематической цепи привод и нагрузочное устройство. Основание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587693
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.0509

Раскрываемый руль

Изобретение относится к ракетной технике. Раскрываемый руль содержит складываемую часть руля (1) и корневую часть (2), закрепленную в приводе (3) управления рулем и установленную в корпусе с возможностью поворота, и привод (5) раскрытия руля со штоком (6) для его продольного перемещения. Шток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587751
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.05.2016
№216.015.3ac3

Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов

Термоэмиссионный способ тепловой защиты частей летательных аппаратов (ЛА) включает отвод теплового потока от нагреваемой части ЛА к менее нагретой с помощью термоэмиссионного модуля посредством размещения на внутренней поверхности нагреваемых частей ЛА электропроводящего материала или покрытия,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583511
Дата охранного документа: 10.05.2016
10.05.2016
№216.015.3b21

Способ одновременного выведения группы спутников на некомпланарные орбиты (варианты)

Группа изобретений относится к формированию систем ИСЗ с некомпланарными орбитами. Способ включает одновременное выведение группы ИСЗ ракетой-носителем (РН). При этом на РН устанавливают гиперзвуковой летательный аппарат (ГЛА), выводимый на баллистическую траекторию, в апогее которой ГЛА...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583507
Дата охранного документа: 10.05.2016
10.05.2016
№216.015.3db9

Защитная панель летательного аппарата

Изобретение относится к ракетно-космической технике и касается защитных панелей. Защитная панель летательного аппарата (ЛА) состоит из плиток, жестко закрепленных на внешней поверхности ЛА. На каждой плитке выполнены выступ в центральной части и вырезы на краях. Плитки соединены между собой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583532
Дата охранного документа: 10.05.2016
27.08.2016
№216.015.4dd5

Корпус гиперзвукового летательного аппарата и способ его изготовления

Группа изобретений относится к авиационной и ракетной технике. Способ изготовления корпуса гиперзвукового летательного аппарата из композиционных материалов характеризуется тем, что изготавливают методом намотки или объемного плетения одну или более оболочек вращения, из которых нарезают по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595354
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4eb2

Способ управления полетом ракеты

Изобретение относится к военной технике, преимущественно к тактическим и оперативно-тактическим комплексам управляемого ракетного оружия (УРО) с баллистическими (аэробаллистическими) и высотными крылатыми ракетами. В состав оптико-электронной корреляционно-экстремальной СН ракеты дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595282
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4efc

Обслуживаемый на орбите автоматический космический аппарат

Изобретение относится к области космической техники. Обслуживаемый на орбите космический аппарат (КА) содержит штатную двигательную установку с топливными баками, систему подачи топлива с заправочной горловиной, целевую аппаратуру, систему управления движением, систему электропитания, силовые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595352
Дата охранного документа: 27.08.2016
13.01.2017
№217.015.7520

Способ определения коэффициента трения подшипника

Изобретение относится к способам измерения трения в подшипниках. Способ определения коэффициента трения подшипника заключается в создании усилия на подшипник от нагрузочного устройства. При этом создается дополнительное усилие от силовозбудителя. Причем усилия, приложенные к подшипнику от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598696
Дата охранного документа: 27.09.2016
Showing 1-10 of 17 items.
20.06.2016
№217.015.0509

Раскрываемый руль

Изобретение относится к ракетной технике. Раскрываемый руль содержит складываемую часть руля (1) и корневую часть (2), закрепленную в приводе (3) управления рулем и установленную в корпусе с возможностью поворота, и привод (5) раскрытия руля со штоком (6) для его продольного перемещения. Шток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587751
Дата охранного документа: 20.06.2016
25.08.2017
№217.015.b138

Контрольный ротор для проверки балансировочного станка

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для проверки балансировочных станков и подтверждения их характеристик. Контрольный ротор состоит из вала и диска, на валу установлены радиально-упорные подшипники, зафиксированные от осевого перемещения разрезными стопорными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613017
Дата охранного документа: 14.03.2017
26.08.2017
№217.015.eb2e

Узел стыковки разделяемых объектов летательных аппаратов

Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение в конструкциях систем разделения объектов летательных аппаратов (ЛА), где требуется снижение ударных нагрузок и импульса от действия средства разделения на точность выведения конечных ступеней объекта, в частности в заднем узле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628282
Дата охранного документа: 15.08.2017
13.02.2018
№218.016.2069

Фиксатор разделяемых объектов летательных аппаратов

Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение в конструкциях систем разделения объектов летательных аппаратов (ЛА). Целью изобретения является создание надежного фиксатора разделяемых объектов ЛА для соединения без люфта сложных разделяемых объектов большой массы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641532
Дата охранного документа: 18.01.2018
04.04.2018
№218.016.3501

Мультипликатор двойного действия

Изобретение относится к гидросистемам транспортных средств. Мультипликатор состоит из дифференциального поршня, механизма реверсирования, обратных клапанов, гидрокомпенсатора, гидроаккумулятора, фильтра и штуцеров. Обратные клапаны содержат демпфирующие полости с дроссельными отверстиями. Все...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645881
Дата охранного документа: 28.02.2018
10.05.2018
№218.016.477b

Способ изготовления тонколистового антифрикционного материала

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в узлах трения без дополнительной смазки и при высоких температурах. Способ изготовления гибкой ленты тонколистового антифрикционного материала для узла трения без дополнительной смазки включает проведение укладки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650823
Дата охранного документа: 17.04.2018
11.10.2018
№218.016.8f91

Уплотнительное устройство для герметизации элементов отделяемых летательных аппаратов

Уплотнительное устройство для герметизации элементов отделяемых летательных аппаратов, содержащее плату с канавкой и уплотнительным кольцом, поджимаемым к седлу. Плата уплотнительного устройства имеет возможность ее перемещения с сохранением условий герметичности в пределах хода срабатывания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669113
Дата охранного документа: 08.10.2018
19.10.2018
№218.016.93c7

Топливная система летательного аппарата

Изобретение относится к топливным системам летательных аппаратов. Топливная система состоит из бака, инерционного клапана, расходного отсека с перегородкой, трубопроводов забора топлива из бака. Инерционный клапан представляет собой цилиндрический груз (6), расположенный вдоль оси по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669913
Дата охранного документа: 16.10.2018
23.10.2018
№218.016.952b

Устройство для контроля диаметра критического сечения регулируемого сопла реактивного двигателя

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для контроля диаметра критического сечения регулируемого сопла при производстве авиационных или ракетных реактивных двигателей. Устройство для контроля диаметра критического сечения регулируемого сопла реактивного двигателя включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670285
Дата охранного документа: 22.10.2018
16.11.2018
№218.016.9e10

Упругая опора подшипника качения высокооборотного ротора

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подшипникам качения, и касается динамической устойчивости роторов. Может найти применение в устройствах с подшипниками качения роторов турбонасосных агрегатов, к которым предъявляются требования по герметичности при вибрационных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672516
Дата охранного документа: 15.11.2018
+ добавить свой РИД