[发明专利]一种可满足高空使用的导弹燃油系统及其设计方法

权利要求书

1.一种可满足高空使用的导弹燃油系统，其特征在于，包括油箱、电动增压泵和发动机；

所述油箱上设置有通气阀；

油箱和电动增压泵之间设置有泵进油管路和排气管路；

电动增压泵的进口通过所述泵进油管路与油箱连通；电动增压泵上设置有排气孔，所述排气管路与排气孔连通，电动增压泵用于将全流量工况下燃油中的空气回流至油箱中；

电动增压泵和所述发动机之间设置有电动齿轮泵，所述电动齿轮泵的进口通过泵出油管路与电动增压泵的出口连通；

电动齿轮泵的出口通过出油管路与发动机连通；

所述泵出油管路上设置有用于采集电动齿轮泵的出口压力的第一压力信号器；

所述出油管路上设置有采集电动齿轮泵的出口压力的第二压力信号器。

2.一种根据权利要求1所述的可满足高空使用的导弹燃油系统的设计方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：建立导弹燃油系统初步模型；

步骤2：根据发动机对流量、压力和汽液比的需求，建立电动增压泵、电动齿轮泵、油箱和通气阀的需求参数；

步骤3：根据电动增压泵和电动齿轮泵的需求参数，设计泵进油管路、泵出油管路及出油管路的管径、长度和管路布置方式；

步骤4：设计与仿真电动增压泵和电动齿轮泵的内部流场，获得电动增压泵和电动齿轮泵流量、压力、功率和效率曲线；

步骤5：根据导弹极端高空条件下的飞行剖面，在电动增压泵出口与油箱之间设计排气管路，仿真校核排气管路中的流量是否满足所需的汽液混输的排气流量；若是，则确定排气管路的管径和长度；若否，调整排气管路的管径和长度，并重复步骤5，直至排气管路中的流量满足所需的汽液混输的排气流量为止；

步骤6：根据压力损失计算公式，计算从油箱到发动机入口处的压力损失，判断电动增压泵及电动齿轮泵是否满足增压指标；若是，则确定了燃油系统初步模型；若否，则重复所述步骤2至所述步骤5，直至确定燃油系统初步模型为止。

3.根据权利要求2所述的一种可满足高空使用的导弹燃油系统的设计方法，其特征在于，在步骤4中，电动增压泵设计时，采用加大流量设计法，电动增压泵额定流量需增大到120%，来满足排气管路所需流量；

电动增压泵在120%的设计流量点的增压大于极端条件下电动齿轮泵进口饱和蒸汽压；电动齿轮泵进口饱和蒸汽压的计算公式为

其中，P₂为电动齿轮泵进口饱和蒸汽压，单位为kPa，ΔP为电动增压泵增压，单位为kPa；Pv为航空煤油的饱和蒸汽压，单位为kPa，10~20为安全余量，单位为kPa。

4.根据权利要求3所述的一种可满足高空使用的导弹燃油系统的设计方法，其特征在于，在步骤4中，所述电动增压泵上的排气孔内设置有排气接嘴，排气接嘴与所述排气管路固定连接；排气接嘴直径为排气管路管径的1/3或1/4。

5.根据权利要求2所述的一种可满足高空使用的导弹燃油系统的设计方法，其特征在于，在步骤6中，压力损失计算公式为：

其中，为泵进油管路的压力损失；为泵出油管路压力损失；为出油管路的压力损失；为电动增压泵的流阻；、、分别为泵进油管路、泵出油管路和出油管路的长度；、、分别为泵进油管路、泵出油管路和出油管路的管径；、、分别为泵进油管路、泵出油管路和出油管路的流速；不需考虑所述排气管路的压力损失；为沿程阻力系数，为局部阻力系数。