¿Por qué los tanques de combustible están ubicados en las alas?

Varias ventajas:

1. Las estructuras de las alas son huecas y voluminosas para proporcionar rigidez estructural contra el aleteo y soportar cargas de vuelo. Esto proporciona el espacio necesario para almacenar combustible.
2. En un avión convencional, colocar tanques de combustible en las alas coloca la masa de combustible muy cerca o sobre el centro de sustentación. Esto reduce drásticamente el cambio de Cg durante el vuelo y reduce el tamaño y el peso del plano de cola para mantener un vuelo estable. También reduce los cambios de Cg debido al chapoteo del combustible dentro de los tanques, debido a las limitaciones limitadas del recorrido longitudinal del combustible en los tanques.
3. En caso de un aterrizaje forzoso, tener el combustible en el las alas lo mantienen alejado de la cabina y de los ocupantes, reduciendo los riesgos de incendios en la cabina.
4. El peso del combustible reduce el momento de carga en las raíces del ala, reduciendo el peso de la estructura necesaria para soportar la aeronave durante vuelo.
5. El combustible almacenado en las alas elimina parcial o completamente el almacenamiento de combustible en el fuselaje, dejando más espacio para los pasajeros y la carga.

Desventajas:

1) El combustible que se derrama en los tanques lateralmente como resultado de la turbulencia o de un vuelo descoordinado puede provocar un desplazamiento lateral del peso y una posible inestabilidad lateral. Con cantidades bajas de combustible, y en vuelos prolongados y descoordinados, existe la posibilidad de que el motor sufra falta de combustible simplemente porque el combustible ha salido de los sumideros de los tanques.Estos problemas pueden aliviarse con un desconcertado adecuado del tanque de combustible y el uso de tolvas de alimentación alimentadas por los tanques principales de los que bebe el motor.

2) En aeronaves que utilizan un sistema de combustible de alimentación por sifón, como las aeronaves de ala baja, el combustible no se puede desviar uniformemente de ambos tanques a la vez. Este es un problema particular en aeronaves de un solo motor, donde los sistemas de combustible separados no están dedicados a un motor en particular. En tales casos, el motor alimentará el tanque del ala izquierda con un tanque del ala derecha y esto se controla mediante una válvula selectora de combustible en la cabina. En aeronaves que no tienen sistemas automáticos de gestión de combustible, la alimentación de combustible del motor debe seleccionarse manualmente. Se debe tener cuidado de alternar la alimentación de ambos tanques periódicamente para evitar un desequilibrio lateral y la cantidad de combustible. Además, este programa de cambio de tanque de combustible, si se ignora el tiempo suficiente, puede potencialmente conducir a la falta de combustible del motor y un aterrizaje forzoso. Esto es particularmente problemático en aviones monomotores ligeros de ala baja como el Piper PA-28 o Cirrus SR-2X, especialmente si el piloto ha hecho recientemente la transición a este avión después de volar aviones de ala alta, que utilizan sistemas de combustible de alimentación por gravedad y permiten el motor para alimentar de ambos tanques a la vez. Los aviones monomotores más grandes como el TBM tienen sistemas de cambio automático del tanque de combustible para abordar este problema. Los grandes aviones a reacción multimotor tienen sistemas de gestión de combustible dedicados que abordan estos problemas.

Comentarios

• Posible adicional: agregar peso a las alas aumenta su inercia, reduciendo la influencia que el flujo de aire turbulento tiene sobre ellos.En términos simples, si el aire / viento pasa todo el tiempo tratando de mover las alas hacia arriba y hacia abajo y arrancarlas del avión, hacer que las alas sean más pesadas las hace más difíciles de mover, lo que reduce la cantidad de tensión de flexión repetida a la que están sujetos los puntos de montaje. y proporcionar un avión que vuele de manera más estable
• Además: aumentar la capacidad de combustible en el fuselaje reduciría el espacio de carga disponible; las alas no pueden ‘ t usarse prácticamente para esto, pero pueden usarse de manera muy práctica como combustible porque ‘ s no está restringido a una altura / tamaño de contenedor en particular. Es ‘ s líquido, por lo que pueden encajar la celda alrededor y entre las partes estructurales del ala y hacer un gran uso de ella. Por el contrario, relativamente pocas maletas podrían caber prácticamente a lo largo del ala, probablemente principalmente cerca de la raíz, y tratar de diseñar alrededor del volumen necesario sería un desafío de ingeniería para mantener las alas estructuralmente sólidas.
• @GalacticCowboy no debe hacerlo. mencionar, tratar de equilibrar el peso, ya que las piezas de equipaje del mismo tamaño pueden pesar de manera diferente.
• Solo enumera las ventajas. ¿Hay también alguna desventaja?
• Se agregó más sobre ese tema.

Veo lo que estás diciendo, pero hay algo que estás pasando por alto en tu lógica. Estás mirando un avión sentado en el suelo, donde las ruedas están cerca del fuselaje y la mayoría de las alas son un peso muerto que crea tensión en la estructura.

Piensa en uno en vuelo. Ahora todo el impulso proviene de las alas, imagina el avión suspendido por un par de docenas (mil millones) de cables esparcidos por las superficies de las alas. Ahora el fuselaje es un peso muerto y la tensión en la estructura es por llevar el fuselaje.

Entonces, cuando agrega peso a las alas de manera uniforme, agrega una carga estructural prácticamente nula para el alas. Lo que se levanta está dentro de la fuente del levantamiento . Por lo tanto, desde una perspectiva de carga estructural, es un «lavado: no importa».

Mientras que si agrega más tanques en el fuselaje, eso está bien en el suelo, pero agrega una gran tensión a las alas en vuelo, reduciendo efectivamente la capacidad práctica de carga.

La tensión en las alas por sentarse en el suelo es mucho menos preocupante para los diseñadores que la tensión en vuelo.

Consulte también « Peso cero del combustible «.

Comentarios

• Exactamente lo que estaba pensando, ¡pero lo dijiste mucho mejor!
• +1, para una gran explicación .
• » donde las ruedas están debajo del fuselaje y las alas son un peso muerto que crea tensión en la estructura. » Una nota importante aquí: la mayoría de los aviones con tren de aterrizaje triciclo tienen el tren principal montado en las alas, no en el fuselaje. Algunas aeronaves muy grandes tienen un conjunto interno adicional de tren principal debajo del fuselaje, pero por lo general todavía tienen tren principal externo debajo de las alas.
• Por ejemplo, Boeing 757 , PA-28-140 , Airbus A320 , Boeing 747

El peso añadido aumenta la carga estructural aplicada a las alas. Las diferentes fuerzas gravitacionales y la flexión del ala entre tanques llenos y vacíos dan como resultado tensiones repetidas que acortan la vida útil de la aeronave

Como resultado de los efectos de la sustentación (y la necesidad cada vez menor de ella a medida que el avión se aclara), lo contrario es en realidad cierto; consulte aquí

mayor riesgo de daño catastrófico a las alas en caso de ignición del combustible en vuelo

A diferencia de superior ¿Riesgo de daño catastrófico a la cabina en el caso de una ignición de combustible en vuelo?

Suponiendo que una ignición no explosiva tiene el combustible en las alas significa que puede tomar medidas para tirar el combustible. Si tiene un incendio en el fuselaje principal, sin embargo, tiene una mayor probabilidad de que el incendio incapacite a la tripulación antes de que puedan tomar medidas. O daños a la aviónica, la cabina de presión, etc.

¿Quizás hay un mayor riesgo de incendio cuando un rayo golpea un ala?

Las puntas de las alas son una de las ubicaciones en un avión que es más propenso a los rayos, y existe la posibilidad de incendios de combustible, pero se toman medidas para contrarrestar esto y, en la gran mayoría de los casos, los rayos muy poco daño

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• ¿Cuáles son los pasos a seguir?

Sencillamente: «hay mucho espacio vacío en esas alas, y se necesita mucho espacio vacío para el combustible».

Crear espacio en otro lugar para el combustible haría que todo el avión fuera más grande y más pesado, por lo que tiene poco sentido.

Y no son solo las alas, muchos aviones llevan combustible en el estabilizador vertical también.

Comentarios

• En otras palabras: ¿Por qué están ubicados los tanques de combustible en las alas? Porque los pasajeros no ‘ no encaja allí. 🙂
• @TannerSwett No ‘ no les dé ninguna idea …
• @ pipe en.wikipedia.org/wiki/Junkers_G.38 ?
• @TannerSwett hmm, Ryanair quiere hablar contigo sobre esa idea.

Junto con las otras respuestas, señalaré la mayoría de los casos recientes en los que un El tanque de combustible del avión explotó, el tanque central, que está en el fuselaje, resultó implicado. Hay dos razones:

Primero, un tanque de fuselaje está ubicado más bajo que los motores y requiere bombas para subir el combustible. Las fallas de la bomba eléctrica han causado explosiones . Esto también significa que una falla de la bomba da como resultado un combustible inutilizable, mientras que los tanques de las alas pueden alimentar naturalmente los motores a través de la gravedad.

Segundo, los tanques del fuselaje están más cerca de las fuentes de calor. Esta fue una de las causas del accidente del TWA vuelo 800 , en el que el calor de los equipos de aire acondicionado cercanos produjo un vapor inflamable en los tanques de combustible. Por el contrario, los tanques de ala se enfrían naturalmente por el flujo de aire y son menos susceptibles a formar vapores tan explosivos.

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• No estoy seguro de si se refería a » que en todos los casos … era el tanque central el que estaba implicado » (lo que aparentemente es cierto ), pero si es así, probablemente podría hacerlo más explícito.
• @jcaron Reworded. Estoy ‘ seguro de que un tanque lateral ha explotado en algún momento de la historia de la aviación, pero ciertamente el tanque central ha sido la principal causa de accidentes recientemente.

• El peso adicional aumenta la carga estructural aplicada a las alas

Solo cuando el avión está en el suelo. Cuando está en el aire, disminuye la carga en las alas porque su elevación equilibra el peso.

• diferentes fuerzas gravitacionales y la flexión del ala entre tanques llenos y vacíos dan como resultado tensiones repetidas que acortan la vida útil de la aeronave

A razón de un ciclo por vuelo. Y las alas ya pasan por un ciclo de estrés una vez por vuelo (flexionadas hacia abajo cuando el avión está en el suelo y hacia arriba cuando está en el aire).

• mayor riesgo de daño catastrófico a las alas en caso de ignición del combustible en vuelo

Que los tanques de combustible se incendien en vuelo es catastrófico dondequiera que los ponga.

• mayor riesgo de incendio cuando un rayo golpea un ala

¿Cuándo sucedió eso por última vez? Wikipedia «s lista de accidentes aéreos sugiere Vuelo de LANSA   508 en 1971. Estos incidentes son ahora aún más raros, porque los tanques de combustible están equipados con sistemas de inertización. Esto se recomendó originalmente después del accidente del vuelo de Pan Am   214 en 1963, pero tomó mucho tiempo para que sucediera.

Comentarios

• Esta respuesta parece implicar que los sistemas de inertización se han utilizado desde poco después de 1963, o al menos que los sistemas de inertización son responsables de la falta de incendios inducidos por rayos desde 1971. Sin embargo, el enlace que proporcionó dice que los sistemas de inertización eran no instalado durante 40 años después del colapso de Pan Am 214. Aquí ‘ s un artículo que describe el estado del arte en 2004: airspacemag.com/how-things-work/safer-fuel-tanks-5883916
• @DavidK Sí, Parece que ‘ he exagerado lo que realmente sucedió. Yo ‘ regresaré y editaré cuando tenga tiempo, o ‘ puedes proponer una edición tú mismo si tienes tiempo. Gracias por hacérmelo saber.
• @DavidK Editado.
• @summerrain ¿Tiene algún ejemplo de aviones que hayan realizado aterrizajes de emergencia exitosos después de incendios en tanques de combustible? Parece que su argumento es completamente hipotético.
• @summerrain Ya expliqué por qué no hay ‘ t tanques de combustible debajo de la cabina. Tu pregunta equivale a » En un universo alternativo, ¿sería … » y nosotros ‘ no estás en un universo alternativo, por lo que ‘ no tiene ningún valor para responder a tu pregunta.Como ejemplo, usted afirma que colocar tanques de combustible en diferentes lugares daría más tiempo para aterrizajes de emergencia. Les sugiero que los incendios de tanques de combustible son tan catastróficos que no será posible ningún aterrizaje de emergencia. Una excelente manera de argumentar en contra de esa afirmación sería decir » Pero sucedió en el vuelo XYZ. »

Más peso en las alas es realmente bueno, ya que hace que la aeronave esté más equilibrada y sea más resistente a virajes innecesarios durante turbulencias o corriente de viento, como una persona que camina sobre una cuerda floja que lleva una barra horizontal (barra) para equilibrarse. Consulte el radio de giro en mecánica.

No hay otra razón. El motor está unido al ala y están intentando diseñar un tanque de combustible para alimentar el motor. No hay espacio en el torso. Así que hacen un agujero en las alas.

Comentarios

• bienvenidos a aviation.SE. Tenga en cuenta que este es un sitio web solo en inglés. como tal, tendremos que eliminar la parte de su respuesta escrita en coreano. Además, tenga en cuenta que nos gustan las respuestas que contienen un poco de detalle y posiblemente referencias.

¿Por qué los tanques de combustible están ubicados en las alas?

Porque es difícil acomodar a los pasajeros o sus equipaje en las alas.