[发明专利]一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置和方法

说明书

本发明公开了一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置和方法，装置包括第一空气发生单元、中空纤维膜空气分离组件、第一电磁阀、第二空气发生单元、第二电磁阀和混合阀；第一空气发生单元、中空纤维膜空气分离组件和第一电磁阀依次连接；第二空气发生单元与第二电磁阀连接；混合阀具有第一入口、第二入口和出口；第一电磁阀和第二电磁阀的出口分别与混合阀的第一入口和第二入口连接，混合阀的出口与无人机油箱的底部相通。本发明利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱，可以避免飞机携带中空纤维膜空气分离组件，减轻飞机重量，降低发动机高压引气对无人机机动性能的影响。

技术领域

本发明属于军用无人机油箱防火抑爆领域，涉及一种惰化军用无人机油箱的装置和方法，尤其涉及一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置和方法。

背景技术

飞行安全事故时有发生，并导致机毁人亡的惨剧发生，造成了生命财产的损失，其中飞机油箱燃烧爆炸是飞机失事的主要原因之一。越南战争期间，美国空军数千架飞机坠毁的主要原因是地面小型防空武器袭击造成飞机油箱燃烧爆炸。

研究表明，气相空间氧气浓度高于燃油燃烧所需最低极限氧气浓度(LOC)时，当存在外部点火源，油箱极易发生燃油爆炸，通常对于民用飞机LOC设置为12％，军机设置为9％。因此采用一定方法主动降低油箱气相空间氧气浓度，使其低于燃油燃烧所需LOC，是一种经济有效的油箱防火抑爆方式。油箱惰化是一种经济有效的油箱防爆技术，指的是利用N₂、Halon或CO₂等惰性气体注入油箱，置换出油箱内的氧气，使氧气浓度低于LOC，从而使油箱处于惰化不可燃烧状态。

目前应用最广泛，技术最为成熟的机载中空纤维膜制氮惰化系统(HFM-OBIGGS)需要从发动机引气，对飞机发动机性能产生一定影响。对于军用无人机而言，战场环境瞬息万变，无人机的灵活性和速度成为提高其战场生存能力的关键因素。而减轻无人机重量，提高发动机性能可极大程度上加大无人机的灵活性，提高其飞行速度，因此可利用地面保障设备产生高浓度富氮气体，对无人机油箱进行洗涤惰化，使油箱在地面和飞行状态下仍保持油箱气相空间氧气浓度低于LOC，称之为地面惰化，地面惰化为替代HFM-OBIGGS提供了可能。地面惰化方案取代HFM-OBIGGS进行油箱防火保护，可避免HFM-OBIGGS装机对发动机性能的影响和无人机重量的增加，提高了无人机的生存能力。

但是在给定的飞行包线下，地面洗涤惰化方式并不能完全保证飞行过程中油箱气相空间氧气浓度在可燃极限浓度始终在9％以内，且随着初始氧气浓度的增加和载油率的提高，气相空间氧气浓度超过9％的概率也更大。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置和方法，可以避免飞机携带中空纤维膜空气分离组件，减轻飞机重量，降低发动机高压引气对无人机机动性能的影响，保证飞机安全。

为实现上述目的，本发明提供一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置，具有这样的特征：包括第一空气发生单元、中空纤维膜空气分离组件、第一电磁阀、第二空气发生单元、第二电磁阀和混合阀；第一空气发生单元、中空纤维膜空气分离组件和第一电磁阀依次连接，空气经第一空气发生单元进入中空纤维膜空气分离组件分离，分离为富氧气体和富氮气体，富氧气体排向大气，富氮气体进入第一电磁阀；第二空气发生单元与第二电磁阀连接，空气经第二空气发生单元产生进入第二电磁阀；混合阀具有第一入口、第二入口和出口；第一电磁阀和第二电磁阀的出口分别与混合阀的第一入口和第二入口连接，混合阀的出口与无人机油箱的底部相通。

进一步，本发明提供一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置，还可以具有这样的特征：还包括气体分布器，设置在油箱底部，通入油箱底部的气体经气体分布器分布进入油箱的燃油中。

进一步，本发明提供一种利用燃油反洗涤惰化军用无人机油箱的装置，还可以具有这样的特征：还包括单向阀，设置在混合阀与气体分布器之间，混合阀的出口与单向阀的入口连接，单向阀的出口与气体分布器连接。