油箱、飞行器和油量测量方法与流程

本技术涉及油量测量，特别是涉及一种油箱、飞行器和油量测量方法。

背景技术：

1、燃油飞行器通过油箱提供燃料容器，燃油飞行器两侧的机翼内部均安装有油箱，在飞行器航行时，剩余油量的实时监测不仅有助于飞行员或者辅助软件根据剩余油量分析出合适的航程、航时以及载荷，改善经济性；还可以辅助飞行器调节重心，保持飞机平衡，提高飞行安全性。目前飞行器上主要的油量测量方法是燃油体积特性法，通过遍布于油箱内的多个液位传感器进行测量，得到不同点位的燃油高度值，并结合油面角和预先确定的油箱体积特性，计算得到剩余油量。此外，还可以借助液面高度不同所产生的电阻不同的原理来通过测量电阻来测量液面高度。

2、由于飞行器飞行时，飞行器存在各种飞行姿态，如滚转、爬升、下降、加速或减速等状态，这些飞行状态导致液面无法处于水平状态，进而导致目前的剩余油量测量方法的准确率较低。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供一种油箱、飞行器和油量测量方法，以提高剩余燃油量的计算准确度。

2、一方面，提供一种油箱，所述油箱包括容纳腔和弹性膜，所述弹性膜位于所述容纳腔内，且所述弹性膜将所述容纳腔划分为第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔内填充有燃油，所述第二容纳腔内填充有预设气体，所述第一容纳腔内的燃油压强与所述第二容纳腔内的气体压强通过所述弹性膜处于平衡状态，所述第一容纳腔与所述第二容纳腔不连通。

3、在其中一个实施例中，所述油箱包括外壳，所述外壳内形成所述容纳腔，所述弹性膜为弹性气囊，所述弹性气囊的边缘与所述外壳的内壁密封连接。

4、在其中一个实施例中，所述外壳上设置有压力传感器、温度传感器和止回阀，所述压力传感器和温度传感器的测量端均位于所述第二容纳腔内，所述止回阀与所述第二容纳腔相连通。

5、在其中一个实施例中，所述外壳上设置有加油管路、排气截止阀和液位计，所述加油管路与所述第一容纳腔相连通，所述排气截止阀与所述第一容纳腔的顶部相连通，当所述第一容纳腔处于满油状态时，所述第一容纳腔内燃油的液位位于所述液位计的顶端。

6、在其中一个实施例中，所述加油管路包括加油口和加油管，所述加油口设置在所述外壳的顶端，所述加油口上设置有加油盖，所述加油管的一端与所述加油口相连通，所述加油管的另一端与第一容纳腔相连通并延伸至所述第一容纳腔的底部，所述加油管内设置有电动通断阀。

7、在其中一个实施例中，包括支撑板，所述支撑板位于所述第二容纳腔内，所述支撑板上设置有若干通气孔，当所述第二容纳腔内的气压低于等于预设气压时，所述支撑板对所述弹性膜进行支撑，使得所述弹性膜与所述压力传感器和温度传感器的测量端不接触；当所述第二容纳腔内的气压大于预设气压时，所述支撑板将所述第二容纳腔划分为两个子腔体，所述通气孔将所述两个子腔体相连通。

8、在其中一个实施例中，还包括副油箱，所述第一容纳腔形成主油箱，所述副油箱位于所述主油箱的底端，且所述副油箱与所述主油箱相连通，所述副油箱上设置有输油阀。

9、另一方面，提供了一种飞行器，包括上述油箱。

10、再一方面，提供了一种油量测量方法，所述方法包括：

11、获取第一容纳腔内燃油的初始体积和第二容纳腔内预设气体的初始体积，以及获取所述第二容纳腔内所述预设气体的实时体积；

12、根据所述第二容纳腔内所述预设气体的初始体积和实时体积确定所述第二容纳腔内所述预设气体的变化量，并将所述第二容纳腔内所述预设气体的变化量作为所述第一容纳腔内燃油的变化量；

13、根据所述第一容纳腔内燃油的初始体积和所述第一容纳腔内燃油的变化量确定所述燃油的剩余量；

14、其中，所述第一容纳腔内的燃油压强与所述第二容纳腔内的气体压强处于平衡状态。

15、在其中一个实施例中，所述获取所述第二容纳腔内所述预设气体的实时体积前，还包括：

16、向所述第一容纳腔内填充燃油，使得所述第一容纳腔内的燃油处于初始满油状态；

17、向所述第二容纳腔内填充预设体积或预设压强的所述预设气体，使得第一容纳腔内的燃油压强与所述第二容纳腔内的气体压强处于初始平衡状态。

18、在其中一个实施例中，所述第一容纳腔的体积加上第二容纳腔的体积为油箱体积，所述获取第一容纳腔内燃油的初始体积和第二容纳腔内预设气体的初始体积，包括：

19、根据加油枪的测量值确定所述第一容纳腔内燃油的初始体积；

20、获取所述油箱体积减去所述第一容纳腔内燃油的初始体积的第一体积差值，并将所述第一体积差值作为所述第二容纳腔内预设气体的初始体积。

21、在其中一个实施例中，所述根据所述第二容纳腔内所述预设气体的初始体积和实时体积确定所述第二容纳腔内所述预设气体的变化量，包括：

22、获取所述第二容纳腔内所述预设气体的实时体积减去所述第二容纳腔内所述预设气体的初始体积的第二体积差值；

23、将所述第二体积差值作为所述第二容纳腔内所述预设气体的变化量。

24、在其中一个实施例中，所述根据所述第一容纳腔内燃油的初始体积和所述第一容纳腔内燃油的变化量确定所述燃油的剩余量，包括：

25、根据剩余油量计算公式计算得到所述燃油的剩余量；

26、所述剩余油量计算公式为

27、其中，vx为所述燃油的剩余量；

28、vz为油箱体积；

29、p0为所述第一容纳腔内的燃油压强与第二容纳腔内的气体压强处于初始平衡状态时第二容纳腔内的气体初始压强；

30、t0为所述第一容纳腔内的燃油压强与第二容纳腔内的气体压强处于初始平衡状态时第二容纳腔内的气体初始温度；

31、t1为所述第二容纳腔内的气体实时温度；

32、p1为所述第二容纳腔内的气体实时压强；

33、vy为所述第一容纳腔内燃油的初始体积。

34、在其中一个实施例中，所述油箱包括主油箱和副油箱，所述方法还包括：

35、根据剩余油量修正公式计算得到所述燃油的剩余量；

36、所述剩余油量修正公式为v＝αvx+vf；

37、其中，vx为所述燃油的修正剩余量；

38、α为考虑油箱内残留空气体积、弹性膜伸缩时的体积变化量和预设气体压缩以及膨胀时的体积变化量的修正系数；

39、vf为所述副油箱的体积。

40、本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

41、本技术的油箱通过弹性膜将容纳腔划分为第一容纳腔和第二容纳腔，由于弹性膜的存在，当第一容纳腔内的燃油减少时，第一容纳腔的燃油压强降低，第二容纳腔的气体压强也会降低，且第一容纳腔的燃油压强和第二容纳腔的气体压强在弹性膜的弹性伸缩作用下自动处于新的压强平衡状态，因此，在计算剩余油量时，通过第二容纳腔的预设气体的变化量便可以反映第一容纳腔的燃油的变化量，因此，第一容纳腔内的燃油减少量间接地通过第二容纳腔的预设气体的变化量来计算，而预设气体的体积变化量可以直接通过公式计算得到，无需通过液位传感器来计算，相对于液位传感器油量计算方式，预设气体的体积变化量计算精度较高，有效地提高了剩余燃油量的计算准确度；此外，本技术的油箱对油箱本身的形状无任何使用要求，且无论油箱内部是规则腔体还是不规则腔体，均可以实现剩余油量的准确计算，通用性强，适用范围广。