ТОПЛИВНЫЙ БАК ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к конструкции топливных баков (ТБ) преимущественно беспилотных летательных аппаратов (ЛА) и может быть использована в ТБ длительно хранящихся в заправленном состоянии.
Известен принятый за прототип топливный бак летательного аппарата с эластичной емкостью, представленный в патенте на полезную модель №45364. Известный ТБ ЛА имеет дренажное отверстие, сообщенное с окружающей средой через фильтр-поглотитель паров топлива, который сообщен с дренажным отверстием через клапан постоянного перепада давления двустороннего действия, внутренняя полость топливного бака содержит, сообщенную с дренажным отверстием эластичную компенсационную емкость (ЭКЕ), для размещения незанятого топливом дренируемого объема.
Существенными признаками предлагаемого ТБ ЛА, совпадающими с признаками прототипа, являются наличие эластичной компенсационной емкости, размещенной во внутренней полости бака, сообщенной с окружающей средой через дренажное отверстие, выполненное в стенке бака.
В известном ТБ ЛА, для обеспечения низкого рабочего давления при высокой степени заполнения бака топливом, заправленный бак не герметизируют. В случае повышения температуры окружающей среды при хранении ТБ, объем топлива увеличивается, эластичная емкость сжимается и воздух из внутренней полости ЭКЕ выходит через дренажное отверстие в окружающую атмосферу, что исключает развитие в ТБ высокого давления; при понижении температуры окружающей среды, объем топлива уменьшается, и воздух из окружающей среды через дренажное отверстие всасывается из атмосферы во внутреннюю полость ЭКЕ,
происходит увеличение объема емкости, что исключает развитие в ТБ разрежения (вакуума). Поскольку такая цикличность работы ЭКЕ при длительном хранении заправленного ТБ в процессе эксплуатации многократная (например, день-ночь, зима-лето, земля-воздух при передислокации воздухом и т.д.), а ЭКЕ соединена с баком только в районе дренажного отверстия, место соединения подвергается увеличенным циклическим нагрузкам, уменьшающим срок службы ЭКЕ.
Кроме того, при хранении и транспортировании ТБ в заправленном, и особенно в незаправленном состоянии, ЭКЕ подвержена произвольному механическому воздействию со стороны элементов конструкции ТБ, что также уменьшает срок службы ЭКЕ. Произвольное формообразование емкости в ТБ в полете ЛА при знакопеременных нагрузках, увеличивает вероятность перехлеста (закручивания) поверхности мешка, вследствие чего дополнительно сокращается срок службы ЭКЕ.
Предлагаемой полезной моделью решается задача увеличения срока службы ЭКЕ при ее длительной цикличной работе в составе заправленного ТБ, при многократном транспортировании ТБ как в заправленном, так и в незаправленном состоянии, а также в полете ЛА.
Для достижения названного технического результата в предлагаемом ТБ ЛА содержащем ЭКЕ, размещенную во внутренней полости бака, сообщенную с окружающей средой через дренажное отверстие выполненное в стенке бака, ЭКЕ размещена внутри тонколистового металлического перфорированного предохранительного контейнера, прикрепленного к элементам конструкции внутренней полости бака, кроме того, дополнительно, в целях предотвращения перехлеста (закручивания) поверхности ЭКЕ и, как следствие этого, ее повреждения, ЭКЕ может быть закреплена внутри перфорированного предохранительного контейнера с обеспечением возможности ее складывания; в целях обеспечения долговечности ЭКЕ и элементов соединения с контейнером, крепление ЭКЕ может быть выполнено подвижным; в целях обеспечения  быстрого монтажа
ЭКЕ, подвижное соединение может быть осуществлено в виде узлов крепления, состоящих из выполненных в стенке контейнера отверстий и подвижно закрепленных на поверхности емкости скоб, вставленных в соответствующие отверстия и подвижно закрепленных в них посредством пластинчатых пружин, установленных неподвижно на одном краю отверстий и упруго опирающихся на другой край; кроме того, в целях исключения нарушения связи объема мешка с окружающей атмосферой и создания в баке нерасчетного давления, дренажное отверстие эластичной емкости может быть снабжено перфорированной дренажной трубкой, прикрепленной к внутренней поверхности емкости, или перфорированной дренажной трубкой выполненной в виде коллектора, содержащего трубки, распределенные по внутренней поверхности эластичной емкости.
Отличительными признаками предлагаемого топливного бака летательного аппарата от прототипа является то, что эластичная компенсационная емкость размещена внутри тонколистового металлического перфорированного предохранительного контейнера, прикрепленного к элементам конструкции внутренней полости бака. Дополнительными отличительными признаками является то, что ЭКЕ закреплена внутри перфорированного предохранительного контейнера с обеспечением возможности ее складывания, кроме того, то, что крепление ЭКЕ к предохранительному контейнеру выполнено подвижным, кроме того, то, что подвижное соединение выполнено в виде узлов крепления, состоящих из выполненных в стенке контейнера отверстий и подвижно закрепленных на поверхности емкости скоб, вставленных в соответствующие отверстия и подвижно закрепленных в них посредством пластинчатых пружин, установленных неподвижно на одном краю отверстий и упруго опирающихся на другой край; кроме того, то, что дренажное отверстие эластичной емкости снабжено перфорированной дренажной трубкой, прикрепленной к внутренней поверхности емкости, или перфорированной дренажной
трубкой, выполненной в виде коллектора, содержащего трубки распределенные по поверхности эластичной емкости.
Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными (указанными в ограничительной части формулы), в процессе длительной эксплуатации уменьшаются нагрузки на материал по всей поверхности ЭКЕ и в месте ее соединения с баком в районе дренажного отверстия, что увеличивает срок службы ЭКЕ.
Кроме того, предлагаемой полезной моделью дополнительно исключается перехлест (закручивание) поверхности ЭКЕ в ТБ при полете ЛА, что обеспечивается упорядоченным формообразованием ЭКЕ в процессе уменьшения ее объема, за счет крепления ЭКЕ внутри предохранительного контейнера с обеспечением возможности ее складывания, а также дополнительно, за счет наличия дренажных трубок во внутренней полости ЭКЕ исключается возможность нарушения связи части объема мешка с окружающей атмосферой и создания в следствие этого в баке нерасчетного увеличенного давления, при этом исключается образование дополнительных складок на поверхности ЭКЕ и накопления в них несливаемых остатков, что обеспечивает повышенную полноту выработки топлива из бака, наряду с этим, также обеспечивается быстрый монтаж ЭКЕ к стенкам предохранительного контейнера.
Предложенное техническое решение может найти применение в топливных баках летательных аппаратов, которые в силу конструктивных особенностей должны исключать развитие в них высокого давления при максимальных положительных и отрицательных температурах в процессе эксплуатации в заправленном состоянии, обеспечивая, наряду с максимальной степенью заполнения объема бака топливом, также минимальную массу конструкции ТБ, увеличенный срок службы и увеличение полноты выработки топлива.
Предлагаемый топливный бак с компенсационной емкостью иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-фиг.8.
На фиг.1-фиг.3 представлен ТБ ЛА и его элементы по п.п.1, 2, 3, 4 формулы.
На фиг.4 - представлена установка на ТБ ЛА дренажной горловины ЭКЕ.
На фиг.5-фиг.8 представлена ЭКЕ ТБ ЛА по п.п.3, 4, 5, 6 формулы.
Представленный на фиг.1-фиг.4 топливный бак (ТБ) 1 содержит предохранительный контейнер 2, внутри которого размещена эластичная компенсационная емкость (ЭКЕ) 3. Предохранительный контейнер 2 представляет собой пустотелую емкость состоящую из тонколистовых перфорированной крышки 4, основания 5 и днищ 6, соединенных между собой. В крышке 4 и основании 5 имеются бобышки 7, которыми контейнер 2 через кронштейны 8, с помощью винтов 9, самоконтрящихся гаек 10 и профильных шайб 11, крепится к корпусу бака 1; в днищах 6 и крышке 4 имеются монтажные отверстия 12, которые пересекаются пластинчатыми пружинами 13, один конец каждой из которых прикреплен к стенке контейнера у одной кромки отверстия 12, с упругим прижатием второго конца на стенку контейнера у противоположной кромки отверстия 12.
Представленная фиг.5-фиг.8 компенсационная емкость 3 изготовлена из эластичного полимерного материала и состоит из верхней части 14, торцевых поверхностей 15 и днища 16; на верхней части 14 и торцевых поверхностях 15 с помощью лямок 17 подвижно установлены скобы 18, расположенные напротив отверстий 12 в крышке 4 и днищах 6 контейнера 2, для крепления емкости 3 к контейнеру 2. Расположение скоб 18 на емкости 3 определено необходимостью обеспечения свободного перемещения днища 16 емкости 3 при изменениях температуры топлива.
В боковую поверхность верхней части 14 компенсационной емкости 3 герметично с помощью шайбы 19 и гайки 20 через отверстие 21 вмонтирована дренажная горловина 22, напротив которой в контейнере 2 выполнено отверстие 23 (фиг.4). Внутри горловины 22 в нижней части имеется внутренняя резьбовая поверхность 24 (фиг.8), в которую ввинчена
дренажная втулка 25 с основным 26 и вспомогательными каналами 27, в канал 27 введена дренажная трубка 28, проходящая поперек емкости 3, в верхней части 14 емкости 3 продольно расположены дренажные трубки 29 соединенные с трубкой 28; дренажные трубки 28 и 29 крепятся к внутренней поверхности компенсационной емкости 3 при помощи лямок 30 (фиг.5-фиг.7). В средней части горловины 22 выполнена внутренняя резьба 31 (фиг.4, фиг.8), в дренажных трубках 28 и 29 выполнены дренажные отверстия 32. Напротив дренажной горловины 22 на корпусе бака 1 выполнено отверстие 33 (фиг.4). В резьбу 31 горловины 22 устанавливается резьбовая заглушка 34 с осевым отверстием 35, уменьшающая возможность попадания атмосферных осадков во внутреннюю полость ЭКЕ при хранении, автономном полете ЛА или под самолетом носителем.
Монтаж эластичной компенсационной емкости 3 в контейнер 2 производится при не установленных днищах 6; после размещения емкости 3 внутри сборки крышки 4 и основания 5 контейнера 2, она подвешивается на крышке 4 и установленных днищах 6 с помощью скоб 18 надетых на пластинчатые пружины 13, дренажная горловина 22 выводится через отверстие 23 в контейнере 2 на обечайку топливного бака 1 в отверстие 33 и вваривается в бак 1.
Устройство работает следующим образом. Перед заправкой ТБ 1 из дренажной горловины 22 вывинчивается заглушка 34 и производится полная заправка ТБ топливом, затем в дренажную горловину 22 через технологический переходник, установленный вместо заглушки 34, подают давление воздуха во внутреннюю полость емкости 3 и вытесняют из бака объем топлива адекватный воздушной подушке в баке в зависимости от температуры топлива и окружающей атмосферы в момент заправки, после чего заглушка 34 вновь устанавливается в горловину 22.
Нахождение эластичной компенсационной емкости 3 внутри предохранительного контейнера 2 обеспечивают сохранность материала ЭКЕ 3 и ее герметичность в процессе эксплуатации ТБ 1, а ее крепление с
помощью скоб 18 и пластинчатых пружин 13 внутри контейнера 2, дополнительно обеспечивает равномерное и упорядоченное изменение объема ЭКЕ 3 путем перемещения только днища 16, и как следствие этого, равномерное распределение усилия от изменения формы ЭКЕ 3 на узлы ее крепления к контейнеру 2, тем самым также обеспечивая длительную эксплуатацию ЭКЕ 3 в составе ТБ 1, кроме того, уменьшает возможность перехлеста материала ЭКЕ 3 и нерасчетного повышения давления в ТБ 1, образования дополнительных складок материала ЭКЕ 3 и количество накапливаемого в них невырабатываемого топлива.
Наличие дренажных трубок 28 и 29 обеспечивает неразрывность дренирования всего объема ЭКЕ в окружающую атмосферу, в случае перехлеста (закручивания) поверхности емкости при нерасчетных эволюциях ЛА.