一种飞行器用气瓶的制作方法

本发明涉及一种飞行器用气瓶。

背景技术：

随着航空、航天技术的发展，对飞行器的承载能力要求逐渐提高，需要飞行器具备更大的承载空间和更大的承重重量，在提高发动机动力的同时如何考虑降低飞行器本身重量、飞行器的辅助部件的重量、降低飞行器内辅助部件的占用体积将是提高飞行器承载能力的一个主要研究方向。传统飞行器上使用的气瓶一般体积较大，直径较大，而且采用钢材制作而成，重量也比较大，不能满足新型飞行器的要求，尤其对于空间狭小、气瓶安装空间狭窄的飞行器而言，传统气瓶无法继续使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够满足新式飞行器的狭窄安装空间的细长型的飞行器用气瓶。

为实现上述目的，本发明的飞行器用气瓶采用如下技术方案：

技术方案1：飞行器用气瓶包括瓶体，瓶体具有进气口和出气口，所述瓶体的长径比范围是6~20。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述瓶体的材质为钛合金。

技术方案3：在技术方案1或2的基础上，所述瓶体由瓶头、瓶尾及圆筒段组成，瓶头和瓶尾采用电子束焊接工艺焊接在圆筒段的两端。

技术方案4：在技术方案3的基础上，所述进气口和出气口分别设置在瓶体的两端。

技术方案5：在技术方案3的基础上，所述圆筒段采用圆筒冷轧成型工艺加工而成。

技术方案6：在技术方案4的基础上，进气口设置在瓶尾，进气口处设置有进气阀，瓶尾上还设有安全阀和压力表。

技术方案7：在技术方案6的基础上，瓶尾上设有内陷的凹槽，所述进气阀、安全阀和压力表位于凹槽内。

技术方案8：在技术方案6或7的基础上，出气口位于瓶头上，出气口处设有主阀，主阀包括过滤器和单向阀。

技术方案9：在技术方案8的基础上，所述主阀上设置有用于与飞行器上的导气管路接口连接的螺纹。

本发明的有益效果是：本发明的飞行器用气瓶包括气瓶，由于新式飞行器具有一个狭长安装空间，气瓶的瓶体呈细长型，长径比范围是6~20，可与该狭长的安装空间适配，本发明是针对新式飞行器的新的安装要求做了针对性的设计，设计出的气瓶呈细长型，可满足这类飞行器苛刻的安装要求。

进一步地，瓶体采用钛合金材质，钛合金具有比强度高的优点，同等强度级别（1250mpa左右）的钛合金材料比重仅为钢的61.3%，这就意味着将传统钢瓶更换成钛合金气瓶重量将减轻近40%，非常适合航空、航天飞行器上使用，在降低重量的同时，由于钛合金的强度高，可承受内部气体的压强较大，对于同等容纳体积的钛合金气瓶和普通钢瓶，钛合金气瓶可容纳更多的气体。

进一步地，瓶体由瓶头、圆筒段、瓶尾三部分组成，采用电子束焊接成型，焊缝热影响区小、焊缝小、成型质量高。

进一步地，瓶体安装在飞行器的狭长安装空间内后，仅有两端是漏出的，为了满足不拆卸气瓶的前提下进行充气操作同时又不会干扰其正常出气，因此将进气口和出气口分别设置在瓶体两端，以方便在线充气。

进一步地，采用冷轧成型，其研制避免了以往细长薄壁钛管切削加工难度大、材料利用率低、无法获得致密金相组织、材料综合机械性能差等问题，同时还解决了传统高强钛合金细长薄壁轧制管材尺寸精度低（壁厚均匀性、直线度、圆度）、表面质量差等难题；采用圆管直接冷轧，相对于传统板材卷制并焊接方式具有无焊缝的优点，显著提高结构强度；采用上述工艺，产品成本低、承压高、综合性能好。

进一步地，安全阀的设置可实现超压泄气功能，压力表的设置可实现压力的实时监测，三者设置在瓶尾是为了方便操作者查看和操作。

进一步地，主阀上过滤器的设置可对气体进行过滤，使得从气瓶输出的气体更纯净。

进一步地，主阀上螺纹的设置不仅方便与导气管路接口的连接，而且具有对气瓶轴向固定的辅助作用。

附图说明

图1为本发明的飞行器用气瓶的实施例外形示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的内部结构示意图；

图4为图1中飞行器用气瓶的气路原理图；

图中：1-瓶体，11-瓶头，12-瓶尾，121-凹槽，13-圆筒段，14-进气口，15-出气口，2-主阀，21-螺纹，3-过滤器，4-充气阀，5-安全阀，6-压力表；a-直径，l1-总长，l2-瓶体总长，b-螺纹外径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的飞行器用气瓶的具体实施例，飞行器用气瓶包括用于安装在飞行器的狭长安装空间内的气瓶，狭长安装空间内通过抱箍方式固定气瓶，气瓶的出气口15通过螺纹21结构与飞行器上的导气管路接口连接，连接后可对气瓶进行轴向挡止限位。

如图1-3所示，气瓶为细长型结构，其长径比l2：a为18.5，壁厚仅2.5mm，总长l1为1330mm。气瓶包括瓶体1和安装在瓶体1上的阀门。瓶体1包括瓶头11、瓶尾12及圆筒段13，瓶头11和瓶尾12通过电子束焊接方式焊接在圆筒段13的两端，通过电子束焊接方式具有焊缝热影响区小、焊缝小、成型质量高的优点。瓶体1材质均为高强钛合金，如tc18、tb2、tb16等，钛合金具有强度高、质量轻的特点，同等强度级别（1250mpa左右）的钛合金材料比重仅为钢的61.3%，这就意味着将传统钢瓶更换成钛合金气瓶重量将减轻近40%，同时，同等容积的瓶体1，采用钛合金瓶体1可容纳更多的气体。圆筒段13是由钛合金管通过圆管冷轧工艺加工而成，其研制避免了以往细长薄壁钛管切削加工难度大、材料利用率低、无法获得致密金相组织、材料综合机械性能差等问题，同时还解决了传统高强钛合金细长薄壁轧制管材尺寸精度低（壁厚均匀性、直线度、圆度）、表面质量差等难题；采用圆管直接冷轧，相对于传统板材卷制并焊接方式具有无焊缝的优点，显著提高结构强度；采用上述工艺，产品成本低、承压高、综合性能好。

瓶头11上设置出气口15，出气口15处安装有主阀2，主阀2包括过滤器和单向阀，主阀2设有外螺纹21，用于与导气管路接口螺纹连接，并在连接后对瓶体1进行轴向限位。过滤器3的设置可保证从气瓶中流出的气体可以得到过滤，提高流出气体的纯净度。

瓶尾12上设有向瓶体1内凹陷的凹槽121，凹槽121内设有连通瓶内外的进气口14，进气口14上设有充气阀4，用于与充气系统连接，实现对气瓶内部单位充气。凹槽121内还安装有压力表6和安全阀5，压力表6的设置方便对气瓶内压力的实时监测，安全阀5的设置可在气瓶内压力超出设定值时进行泄压，起到保护气瓶的作用。凹槽121的设置可对安装于其上的压力表6、安全阀5、充气阀4具有防护作用，可防止其使用、运输、贮存过程中磕碰、划伤等，有利于提高使用性能。

本发明的飞行器用气瓶在使用气瓶的过程中：首先是气瓶的安装，将气瓶出气口15一端朝内塞入机体上的狭长安装空间内，使主阀2与导气管路接口对接，通过旋转主阀2使气瓶与管路接口螺纹连接，通过抱箍将瓶体1相对于机体固定；在向气瓶充气时，如图4所示，无需拆下气瓶，只需要将充气系统的连接管连接在瓶尾12的充气阀4上即可；在充气过程中，可通过观察压力表6的数值来调整充气量，如果气瓶内压力过高超出安全值时，安全阀5即可自动开启进行泄气，起到安全保护作用；出气时，气瓶内的气体首先经过过滤器3进行过滤，过滤后的洁净空气通过单向阀流入导气管路内，从而实现对飞行器上用气部件的供气。

在其他实施例中，瓶体的长径比也可为6或20，即在6~20范围内的瓶体均可；安全阀和压力表的安装位置也可改为设置在圆筒段或者瓶头上；进气口和出气口的位置也可互换，使用时颠倒气瓶进行使用即可；瓶体的材质也可替换为其他复合材质或者金属、合金材质。