阅读说明：本技术 一种无人机高空低温可靠点火结构 (High-altitude low-temperature reliable ignition structure of unmanned aerial vehicle ) 是由 田颖 王雨龙 蔡文哲 余海生 邵伏永 于 2020-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无人机高空低温可靠点火结构,其包括：燃油增温装置A和预燃室B两部分,燃油增温装置A通过对流向预燃室B的低温燃油进行加热,至目标温度后,预燃室点火进而点燃主燃烧室,实现无人机高空、低温点火。本发明用于预燃室点火时对通过流向预燃室的低温燃油进行加热,将燃油增温至目标温度,使预燃室在高空、低温环境下可靠点火,进而保证主燃室成功点火,达到提高无人机在高空、低温环境可靠起动的目的,本装置具有结构简单、成本低、重量轻、加热快等优点。(The invention discloses a high-altitude low-temperature reliable ignition structure of an unmanned aerial vehicle, which comprises: the fuel oil heating device A heats low-temperature fuel oil flowing to the precombustion chamber B through convection, and after the low-temperature fuel oil reaches a target temperature, the precombustion chamber ignites to further ignite the main combustion chamber, so that high-altitude and low-temperature ignition of the unmanned aerial vehicle is realized. The device is used for heating low-temperature fuel flowing to the precombustion chamber when the precombustion chamber is ignited, and heating the fuel to a target temperature, so that the precombustion chamber can be reliably ignited in a high-altitude and low-temperature environment, the main combustion chamber can be further ensured to be successfully ignited, and the purpose of improving the reliable starting of the unmanned aerial vehicle in the high-altitude and low-temperature environment is achieved.)

一种无人机高空低温可靠点火结构

技术领域

本发明属于涡轮发动机技术领域，涉及一种无人机高空低温可靠点火结构。

背景技术

飞行器在高原工作点火时面临空气压力、温度低，同样的油气比情况下喷油流量少，雾化质量差，燃烧效率低，点火范围窄等一系列问题，因此必须采取措施确保高空状态点火成功。

现有飞行器高空低温点火通常采用空中补氧方式和加大点火器能力的方式，如采用烟火点火器，或采用两套点火器同时点火，以及采用挥发性好的燃油进行点火等方法提高空中点火能力。

补氧方案通过向预燃室供入氧气，提高预燃室氧气浓度，从而达到提高预燃室点火能力的目的。

利用烟火点火器的高能量，将点火电嘴更换为烟火点火器可明显提高发动机点火能力。

此外，北京航空航天大学陈能坤、周雁等人对燃油增温对飞行器高空低压点火性能进行了实验研究，结果表明采用燃油加温措施可明显扩大发动机空中点火范围。

补氧方案受发动机自身重量及空间结构的限制，需自带氧气罐，补氧量有限，一旦氧气耗尽发动机未点着则点火失败。

烟火点火方案面临成本高，单发点火器动辄几万、十几万元，在当前涡轮发动机低成本大趋势下亦不适于大范围推广。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种无人机高空低温可靠点火结构，能够实现快速将燃油从低温加热至常温状态从而实现发动机顺利点火。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无人机高空低温可靠点火结构，其包括：燃油增温装置A和预燃室B两部分，燃油增温装置A通过对流向预燃室B的低温燃油进行加热，至目标温度后，预燃室点火进而点燃主燃烧室，实现无人机高空、低温点火。

优选地，所述燃油增温装置A包括电加热芯组合件和加热管组合件，电加热芯组合件一端部装入加热管组合件内，另一端外接加热电源；加热管组合件上设置有进油接管嘴和出油接管嘴，进油接管嘴将燃油供入加热管组合件内，经过加热后，由出油接管嘴流出流向预燃室B。

优选地，所述加热管组合件包括管状壳体，进油接管嘴通过焊接固定在管状壳体一端，出油接管嘴通过焊接固定在管状壳体侧壁上，管状壳体另一端穿入电加热芯组合件。

优选地，所述电加热芯组合件包括电加热芯1和电加热丝7，电加热芯1装入管状壳体内且一端伸出管状壳体外部，电加热丝7焊接在管状壳体内部的电加热芯1上。

优选地，所述电加热丝7通过螺纹与管状壳体内壁连接，且两者之间设置绝热隔套6，绝热隔套6和管状壳体内壁之间粘接固定。

优选地，所述电加热芯1与管状壳体另一端通过螺纹连接，连接处设置多级安装台阶，安装台阶上布置绝热垫片。

优选地，所述绝热垫片设置有三层，最外层位于管状壳体端部端面处。

优选地，所述电加热芯1伸出管状壳体的端部设置有螺纹，增温装置工作时，电源正极通过螺纹连接电加热芯1，电源负极连接加热管组合件。

优选地，所述燃油增温装置A工作的环境温度-55℃～+55℃，燃油温度-40℃～0℃，发动机点火启动时间不超过15s，增温额定电压：DC 28V；额定电流：不大于30A。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的无人机高空低温可靠点火结构，用于预燃室点火时对通过流向预燃室的低温燃油进行加热，将燃油增温至目标温度，使预燃室在高空、低温环境下可靠点火，进而保证主燃室成功点火，达到提高无人机在高空、低温环境可靠起动的目的，本装置具有结构简单、成本低、重量轻、加热快等优点。

附图说明

图1为本发明点火结构的原理图。

图2为本发明燃油增温装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

参照图1所示，本发明无人机高空低温可靠点火结构包括燃油增温装置A和预燃室B两部分，燃油增温装置A通过对流向预燃室B的低温燃油进行加热，至目标温度后，预燃室点火进而点燃主燃烧室，达到无人机在高空、低温环境下可靠点火的目的。

参照图2所示，燃油增温装置A包括电加热芯组合件和加热管组合件，电加热芯组合件一端部装入加热管组合件内，另一端外接加热电源；加热管组合件上设置有进油接管嘴和出油接管嘴，进油接管嘴将燃油供入加热管组合件内，经过加热后，由出油接管嘴流出流向预燃室B。

加热管组合件包括管状壳体，进油接管嘴通过焊接固定在管状壳体一端，出油接管嘴通过焊接固定在管状壳体侧壁上，管状壳体另一端穿入电加热芯组合件。

电加热芯组合件包括电加热芯1和电加热丝7，电加热芯1装入管状壳体内且一端伸出管状壳体外部，电加热丝7焊接在管状壳体内部的电加热芯1上。电加热丝7通过螺纹与管状壳体内壁连接，且两者之间设置绝热隔套6，绝热隔套6和管状壳体内壁之间粘接固定。电加热芯1与管状壳体另一端通过螺纹连接，连接处设置多级安装台阶，安装台阶上布置绝热垫片，本实施例中采用了三层绝热垫片，如图示的标号2、3、4所示，实现电加热芯1与管状壳体之间的连接和绝热密封。

增温装置工作时，电源正极通过电加热芯1右端部的螺纹连接，负极连接加热管组合件，进油接管嘴供入燃油经电加热丝7加热后由上部出油接管嘴流出流向预燃室。

本实施例中，增温装置要具备在典型条件下，环境温度-55℃～+55℃，燃油温度-40℃～0℃时实现发动机顺利点火的能力。

发动机点火启动时间不超过15s。

增温额定电压：DC 28V；额定电流：不大于30A。

有上述技术方案可以看出，本发明无人机高空低温可靠点火结构可以有效提高发动机点火能力，在燃油进入预燃烧室之前将低温燃油引入燃油增温装置，利用电加热丝阻值将电能转换为燃油的热能，从而将低温燃油加热至常温状态，进而达到提高燃烧室点火能力的目的。相较于现有补氧和加大点火能量方案，本发明成本低廉，结构简单，加热效率高，可重复使用，弥补了现有技术的不足。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。