一种主动控制燃油重心的输油系统及其方法、无人机与流程

1.本发明属于无人机燃油系统领域，更具体地，涉及一种主动控制燃油重心的输油系统及其方法、无人机。


背景技术：

2.无人机已经成为现代化战争中的重大军事装备。燃油的重量是无人机飞行重量的主要组成部分，燃油的重心变化是影响无人机的控制稳定性的关键因素。燃油重心变化主要在输油过程中，因此燃油重心控制是输油系统的关键性能，也是影响无人机飞行安全的关键设计。
3.现有的无人机输油系统主要采用多个输油箱按固定比例同时向供油箱输油，其燃油重心控制主要存在两个问题：
4.一是输油箱间的输油比例会与理论值有偏差，长时间输油造成会不断累计偏差，最终导致燃油重心超出允许范围，对于长航时无人机此问题尤为突出；
5.二是输油箱的输油均为同时开始或终止，没有方法可以主动控制燃油重心，对于有主动控制重心需求的无人机没有办法满足需求。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种主动控制燃油重心的输油系统及其方法、无人机，该输油系统能够消除固定比例输油系统长时间输油造成的燃油重心偏移，同时提供主动控制燃油的重心。
7.为了实现上述目的，本发明提供了一种主动控制燃油重心的输油系统，包括：
8.供油箱；
9.第一输油箱和第二输油箱，分别设置在所述供油箱的两侧，所述第一输油箱通过第一输油组件与所述供油箱连接，所述第二输油箱通过第二输油组件与所述供油箱连接；
10.输油泵，设置在所述供油箱内，所述输油泵的出口通过第一管路与所述第一输油组件和所述第二输油组件连接；
11.燃油控制器，与所述第一输油组件和所述第二输油组件连接。
12.可选地，所述第一输油箱与所述供油箱之间设置有第一调整燃油重心组件，所述第二输油箱与所述供油箱之间设置有第二调整燃油重心组件，所述燃油控制器与所述第一调整燃油重心组件和所述第二调整燃油重心组件连接。
13.可选地，所述第一管路通过第二管路与所述第一调整燃油重心组件和所述第二调整燃油重心组件连接。
14.可选地，所述第一调整燃油重心组件包括第一转输油阀，所述第一转输油阀的入口通过第三管路与所述第二管路连接，所述第一转输油阀的出口通过第四管路与所述第一输油箱连接。
15.可选地，所述第二调整燃油重心组件包括第二转输油阀，所述第二转输油阀的入
口通过第五管路与所述第二管路连接，所述第二转输油阀的出口通过第六管路与所述第二输油箱连接。
16.可选地，所述第一输油组件包括第一输油阀和第一引射泵，所述第一输油阀的入口通过第七管路与所述第一管路连接，所述第一输油阀的出口通过第八管路与所述第一引射泵的入口连接，所述第一引射泵的出口通过第九管路与所述供油箱连接。
17.可选地，所述第二输油组件包括第二输油阀和第二引射泵，所述第二输油阀的入口通过第十管路与所述第一管路连接，所述第二输油阀的出口通过第十一管路与所述第二引射泵的入口连接，所述第二引射泵的出口通过第十二管路与所述供油箱连接。
18.可选地，所述第九管路和所述第十二管路上分别设置有第一单向阀和第二单向阀。
19.本发明还提供了一种主动控制燃油重心的输油方法，利用上述的主动控制燃油重心的输油系统，该输油方法包括：
20.供油箱与第一输油箱和第二输油箱之间分别设置有第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件；
21.通过燃油控制器来关闭第一输油组件、同时开启第二输油组件和第一调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第一输油箱方向偏移；
22.通过燃油控制器来关闭第二输油组件、同时开启第一输油组件和第二调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第二输油箱方向偏移。
23.本发明还提供了一种无人机，包括上述的主动控制燃油重心的输油系统。
24.本发明提供了一种主动控制燃油重心的输油系统及其方法、无人机，其有益效果在于：
25.1、该输油系统通过控制第一输油阀或第二输油阀的通断，可以消除累计的燃油重心偏移值；
26.2、该输油系统通过输油阀与转输油阀的联动，可以快速主动调整燃油重心；
27.3、该输油系统只需从供油箱引出一条燃油通路，即能实现多条调整燃油重心的通道，方法巧妙，可靠性高。
28.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
30.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种主动控制燃油重心的输油系统的工作原理图。
31.图2示出了根据本发明的一个实施例的燃油控制器的控制原理图。
32.图3示出了根据本发明的另一个实施例的一种主动控制燃油重心的输油系统的工作原理图。
33.附图标记说明：
34.1、供油箱；2、第一输油箱；3、第二输油箱；4、燃油控制器；5、输油泵；6、第一管路；
7、第二管路；8、第一转输油阀；9、第三管路；10、第四管路；11、第二转输油阀；12、第五管路；13、第六管路；14、第一输油阀；15、第一引射泵；16、第七管路；17、第八管路；18、第九管路；19、第二输油阀；20、第二引射泵；21、第十管路；22、第十一管路；23、第十二管路；24、第一单向阀；25、第二单向阀。
具体实施方式
35.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
36.本发明提供了一种主动控制燃油重心的输油系统，包括：
37.供油箱；
38.第一输油箱和第二输油箱，分别设置在供油箱的两侧，第一输油箱通过第一输油组件与供油箱连接，第二输油箱通过第二输油组件与供油箱连接；
39.输油泵，设置在供油箱内，输油泵的出口通过第一管路与第一输油组件和第二输油组件连接；
40.燃油控制器，与第一输油组件和第二输油组件连接。
41.具体的，该输油系统通过两个输油组件来将第一输油箱和第二输油箱内的燃油送至供油箱内，并且在燃油控制器的控制下，可以调整输油组件的开闭状态，从而消除两个输油箱的送油量不同造成油量差超范围，使燃油重心逐渐回归正常；该输油系统通过第一管路将供油箱内的燃油引出，通过输油泵使燃油提高压力，这样作为两个输油组件的动流，从而将两个输油箱内的燃油送入供油箱内。
42.可选地，第一输油箱与供油箱之间设置有第一调整燃油重心组件，第二输油箱与供油箱之间设置有第二调整燃油重心组件，燃油控制器与第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件连接。
43.具体的，在输油系统中还设置了两个调整燃油重心组件，当需要主动调整无人机的燃油重心时，可以对应的关闭输油组件，并且开启调整燃油重心组件，使供油箱内的燃油进入到输油箱，从而调整已经处于燃油重心偏移的无人机。
44.可选地，第一管路通过第二管路与第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件连接。
45.具体的，在第一管路将燃油从供油箱内引出作为输油组件的动流外，这个第一管路还可以作为主动调整燃油重心的出油管，这样能够通过输油泵和第一管路快速将燃油从供油箱转移至需要偏移重心的一侧的输油箱。
46.可选地，第一调整燃油重心组件包括第一转输油阀，第一转输油阀的入口通过第三管路与第二管路连接，第一转输油阀的出口通过第四管路与第一输油箱连接。
47.可选地，第二调整燃油重心组件包括第二转输油阀，第二转输油阀的入口通过第五管路与第二管路连接，第二转输油阀的出口通过第六管路与第二输油箱连接。
48.具体的，在每个调整燃油重心组件中设置了转输油泵，并通过管路进行连接，这样燃油控制器能够对第一转输油阀和第二转输油阀的控制，使第一管路中的燃油转移至第一
输油箱或第二输油箱内，从而改变燃油重心的偏移。
49.可选地，第一输油组件包括第一输油阀和第一引射泵，第一输油阀的入口通过第七管路与第一管路连接，第一输油阀的出口通过第八管路与第一引射泵的入口连接，第一引射泵的出口通过第九管路与供油箱连接。
50.可选地，第二输油组件包括第二输油阀和第二引射泵，第二输油阀的入口通过第十管路与第一管路连接，第二输油阀的出口通过第十一管路与第二引射泵的入口连接，第二引射泵的出口通过第十二管路与供油箱连接。
51.可选地，第九管路和第十二管路上分别设置有第一单向阀和第二单向阀。
52.具体的，在第一输油箱和第二输油箱内分别设置有输油组件，用于将两个输油箱内的燃油转移至供油箱内，当燃油控制器将输油泵、第一输油阀和第一引射泵启动时，燃油通过第一管路从供油箱高压输出，再经过第一输油阀进入第一引射泵，高压燃油作为第一引射泵的动流，从而吸入第一输油箱内的燃油后，进入供油箱，第二输油组件的供油过程也是如此；在每个输油组件上还设置了单向阀，保证燃油只会向供油箱单向传输。
53.本发明还提供了一种主动控制燃油重心的输油方法，利用上述的主动控制燃油重心的输油系统，该输油方法包括：
54.供油箱与第一输油箱和第二输油箱之间分别设置有第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件；
55.通过燃油控制器来关闭第一输油组件、同时开启第二输油组件和第一调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第一输油箱方向偏移；
56.通过燃油控制器来关闭第二输油组件、同时开启第一输油组件和第二调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第二输油箱方向偏移。
57.具体的，该输油方法中，燃油控制器分别控制输油泵、第一输油阀、第二输油阀、第一转输油阀和第二转输油阀，在调整燃油重心回归正常时，使供油箱内的燃油流向输油箱油量少的一侧。
58.本发明还提供了一种无人机，包括上述的主动控制燃油重心的输油系统。
59.实施例1
60.如图1至图2所示，本发明提供了一种主动控制燃油重心的输油系统，包括：
61.供油箱1；
62.第一输油箱2和第二输油箱3，分别设置在供油箱1的两侧，第一输油箱2通过第一输油组件与供油箱1连接，第二输油箱3通过第二输油组件与供油箱1连接；
63.输油泵5，设置在供油箱1内，输油泵5的出口通过第一管路6与第一输油组件和第二输油组件连接
64.燃油控制器4，与第一输油组件和第二输油组件连接。
65.在本实施例中，第一输油箱2与供油箱1之间设置有第一调整燃油重心组件，第二输油箱3与供油箱1之间设置有第二调整燃油重心组件，燃油控制器4与第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件连接。
66.在本实施例中，第一管路6通过第二管路7与第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件连接。
67.在本实施例中，第一调整燃油重心组件包括第一转输油阀8，第一转输油阀8的入
口通过第三管路9与第二管路7连接，第一转输油阀8的出口通过第四管路10与第一输油箱2连接。
68.在本实施例中，第二调整燃油重心组件包括第二转输油阀11，第二转输油阀11的入口通过第五管路12与第二管路7连接，第二转输油阀11的出口通过第六管路13与第二输油箱3连接。
69.在本实施例中，第一输油组件包括第一输油阀14和第一引射泵15，第一输油阀14的入口通过第七管路16与第一管路6连接，第一输油阀14的出口通过第八管路17与第一引射泵15的入口连接，第一引射泵15的出口通过第九管路18与供油箱1连接。
70.在本实施例中，第二输油组件包括第二输油阀19和第二引射泵20，第二输油阀19的入口通过第十管路21与第一管路6连接，第二输油阀19的出口通过第十一管路22与第二引射泵20的入口连接，第二引射泵20的出口通过第十二管路23与供油箱1连接。
71.在本实施例中，第九管路18和第十二管路23上分别设置有第一单向阀24和第二单向阀25。
72.本发明还提供了一种主动控制燃油重心的输油方法，利用上述的主动控制燃油重心的输油系统，该输油方法包括：
73.供油箱1与第一输油箱2和第二输油箱3之间分别设置有第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件；
74.通过燃油控制器4来关闭第一输油组件、同时开启第二输油组件和第一调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第一输油箱方向偏移；
75.通过燃油控制器来关闭第二输油组件、同时开启第一输油组件和第二调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第二输油箱方向偏移。
76.本发明还提供了一种无人机，包括上述的主动控制燃油重心的输油系统。
77.综上，该输油系统正常输油时，燃油控制器4控制输油泵5为打开状态，控制第一输油阀14和第二输油阀19均为打开状态，输油泵5输出的高压燃油，分别经过第一输油阀14进入第一引射泵15，经过第二输油阀19进入第二引射泵20，分别作为第一引射泵19和第二引射泵20的动流，从而分别吸入第一输油箱2和第二输油箱3内的燃油后，分别进入供油箱1中。
78.由于长时间输油，当第一输油箱2油量大大超出第二输油箱3内的燃油量，燃油重心向第一输油箱2方向偏移超出允许范围后，燃油控制器4关闭第二输油阀19，继续打开第一输油阀14，第一输油箱2继续向供油箱1输油，第二输油箱3停止向供油箱1输油，第一输油箱2与第二输油箱3的油量差逐渐减少，燃油重心逐渐回归正常。
79.当需要主动调整燃油重心时，燃油控制器4关闭第一输油阀14，打开第一转输油阀8，可使得燃油重心向第一输油箱2方向快速偏移；关闭第二输油阀19，打开第二转输油阀11，可使得燃油重心向第二输油箱2方向快速偏移。
80.实施例2
81.如图3所示，第一输油箱2和第二输油箱3均为布置在机翼内的油箱，沿着无人机翼展方向布置，均向供油箱1输油，第一单向阀24布置在第一输油箱2和供油箱1间，第二单向阀25布置在第二输油箱3和供油箱1间。调整第一输油箱2和第二输油箱3方向的燃油重心因长期累计的偏移，方法与实施例1相同。
82.当第一输油箱2油量大大超出第二输油箱3内的燃油量，燃油重心向第一输油箱2方向偏移超出允许范围后，燃油控制器4关闭第二输油阀19，继续打开第一输油阀14，第一输油箱2继续向供油箱1输油，第二输油箱3停止向供油箱1输油，第一输油箱2与第二输油箱3的油量差逐渐减少，燃油重心逐渐回归正常。
83.主动调整第一输油箱2和第二输油箱3方向的燃油重心，方法与实施例1相同。
84.燃油控制器4关闭第一输油阀14，打开第一转输油阀8，可使得燃油重心向第一输油箱2方向快速偏移；关闭第二输油阀19，打开第二转输油阀11，可使得燃油重心向第二输油箱3方向快速偏移。
85.通过控制第一输油阀14或第二输油阀19的通断，可以消除累计的燃油重心偏移值，方法直接可靠；通过输油阀与转输油阀的联动控制，可以快速主动调整燃油重心；调整燃油重心的方法，最大化的借用了原有输油通道的零件，并且只需从供油箱引出一条燃油通路，即能实现多条调整燃油重心的通道，成本低，方法巧妙，可靠性高。该输油系统适用各种规格的固定翼无人机，尤其是大型长航时固定翼无人机。
86.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，包括：供油箱；第一输油箱和第二输油箱，分别设置在所述供油箱的两侧，所述第一输油箱通过第一输油组件与所述供油箱连接，所述第二输油箱通过第二输油组件与所述供油箱连接；输油泵，设置在所述供油箱内，所述输油泵的出口通过第一管路与所述第一输油组件和所述第二输油组件连接；燃油控制器，与所述第一输油组件和所述第二输油组件连接。2.根据权利要求1所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第一输油箱与所述供油箱之间设置有第一调整燃油重心组件，所述第二输油箱与所述供油箱之间设置有第二调整燃油重心组件，所述燃油控制器与所述第一调整燃油重心组件和所述第二调整燃油重心组件连接。3.根据权利要求2所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第一管路通过第二管路与所述第一调整燃油重心组件和所述第二调整燃油重心组件连接。4.根据权利要求3所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第一调整燃油重心组件包括第一转输油阀，所述第一转输油阀的入口通过第三管路与所述第二管路连接，所述第一转输油阀的出口通过第四管路与所述第一输油箱连接。5.根据权利要求3所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第二调整燃油重心组件包括第二转输油阀，所述第二转输油阀的入口通过第五管路与所述第二管路连接，所述第二转输油阀的出口通过第六管路与所述第二输油箱连接。6.根据权利要求1所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第一输油组件包括第一输油阀和第一引射泵，所述第一输油阀的入口通过第七管路与所述第一管路连接，所述第一输油阀的出口通过第八管路与所述第一引射泵的入口连接，所述第一引射泵的出口通过第九管路与所述供油箱连接。7.根据权利要求6所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第二输油组件包括第二输油阀和第二引射泵，所述第二输油阀的入口通过第十管路与所述第一管路连接，所述第二输油阀的出口通过第十一管路与所述第二引射泵的入口连接，所述第二引射泵的出口通过第十二管路与所述供油箱连接。8.根据权利要求7所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，所述第九管路和所述第十二管路上分别设置有第一单向阀和第二单向阀。9.一种主动控制燃油重心的输油方法，利用根据权利要求1-8任一项所述的主动控制燃油重心的输油系统，其特征在于，该输油方法包括：供油箱与第一输油箱和第二输油箱之间分别设置有第一调整燃油重心组件和第二调整燃油重心组件；通过燃油控制器来关闭第一输油组件、同时开启第二输油组件和第一调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第一输油箱方向偏移；通过燃油控制器来关闭第二输油组件、同时开启第一输油组件和第二调整燃油重心组件，能够将燃油重心调整向第二输油箱方向偏移。10.一种无人机，其特征在于，包括根据权利要求1-8任一项所述的主动控制燃油重心的输油系统。

技术总结
本发明公开了一种主动控制燃油重心的输油系统及其方法、无人机，涉及无人机燃油系统领域，包括：供油箱；第一输油箱和第二输油箱，分别设置在供油箱的两侧，第一输油箱通过第一输油组件与供油箱连接，第二输油箱通过第二输油组件与供油箱连接；输油泵，设置在供油箱内，输油泵的出口通过第一管路与第一输油组件和第二输油组件连接；燃油控制器，与第一输油组件和第二输油组件连接；该输油系统能够消除固定比例输油系统长时间输油造成的燃油重心偏移，同时提供主动控制燃油的重心。同时提供主动控制燃油的重心。同时提供主动控制燃油的重心。


技术研发人员：甘发金 尹燕斌 王朝阳 汪洋 兰文博
受保护的技术使用者：彩虹无人机科技有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/4/20