某无人机爬升过程中燃油温度变化规律仿真研究

温占永

(中国航天空气动力技术研究院 航天彩虹无人机股份有限公司， 北京 100074)

0 引 言

中空长航时无人机一般采用活塞式发动机及螺旋桨作为动力装置，多采用RON 95车用汽油或100LL航空汽油作为燃料。中空长航时无人机燃油系统一般为开式或半开式油箱通气系统，其油箱内压力与外界环境压力基本一致。在无人机起飞爬升过程中，油箱内的压力、外界环境温度随飞行高度的上升而迅速下降，由于燃油与外界环境存在热交换，燃油温度也随着飞行高度的上升而下降，但由于燃油比热容较大，燃油降温速度较慢。燃油温度是影响其饱和蒸气压的重要参数，燃油温度越高其饱和蒸汽压越大。当燃油饱和蒸汽压接近或等于油箱内压力时，会导致供油泵入口条件恶化，极易发生气阻，造成发动机供油压力或供油流量波动，并引起发动机工作不稳定，甚至导致发动机空中停车，严重威胁无人机飞行安全。在相同温度条件下，RON 95车用汽油或100LL航空汽油的饱和蒸气压比航空煤油大，采用RON 95车用汽油或100LL航空汽油为燃料的中空长航时无人机在爬升过程中更容易发生气阻问题。连续爬升能力是衡量无人机性能的重要考核指标，针对连续爬升过程中燃油温度变化规律开展研究具有非常重要的意义。

康振烨等以燃油箱的壁面温度作为燃油箱热模型的边界条件，通过Matlab/Simulink软件平台，搭建了客机燃油箱热模型，对于有飞行试验数据的飞机可以有效地利用该模型进行数值仿真；……