Perché i serbatoi del carburante si trovano nelle ali?

Diversi vantaggi:

1. Le strutture alari sono cave e voluminose per fornire rigidità strutturale contro le oscillazioni e trasportare carichi di volo. Ciò fornisce lo spazio necessario per immagazzinare il carburante.
2. Su un aereo convenzionale, posizionare i serbatoi di carburante nelle ali pone la massa di carburante molto vicino o sopra il centro di portanza. Ciò riduce drasticamente lo spostamento del Cg durante il volo e riduce le dimensioni e il peso del piano di coda per mantenere un volo stabile. Riduce inoltre i turni di Cg dovuti allo sbandamento del carburante allinterno dei serbatoi, a causa dei limitati vincoli di corsa longitudinale del carburante nei serbatoi.
3. In caso di atterraggio di emergenza, avere il carburante nel le ali lo tengono lontano dalla cabina e dagli occupanti, riducendo i rischi di incendio in cabina.
4. Il peso del carburante riduce il momento di carico sulle radici delle ali, riducendo il peso della struttura necessaria per supportare laereo durante volo.
5. Il carburante immagazzinato nelle ali elimina parzialmente o completamente lo stoccaggio del carburante nella fusoliera, lasciando più spazio per passeggeri e merci.

Svantaggi:

1) Il carburante che cola lateralmente nei serbatoi a causa della turbolenza o del volo non coordinato può causare uno spostamento laterale del peso e una potenziale instabilità laterale. A basse quantità di carburante, e in un volo prolungato non coordinato, cè la possibilità che il motore possa soffrire di carenza di carburante semplicemente perché il carburante è uscito dai pozzetti nei serbatoi Questi problemi possono essere alleviati con un adeguato sconcerto del serbatoio del carburante e luso di tramogge di alimentazione alimentate dai serbatoi principali da cui il motore beve.

2) Sugli aeromobili che utilizzano un sistema di alimentazione a sifone come gli aerei ad ala bassa, il carburante non può essere aspirato in modo uniforme da entrambi i serbatoi contemporaneamente. Questo è un problema particolare negli aeromobili monomotore, dove i sistemi di alimentazione separati non sono dedicati a un motore in particolare. In questi casi il motore alimenterà o il serbatoio dellala sinistra con un serbatoio dellala destra e questo è controllato tramite una valvola di selezione del carburante nellabitacolo. Sugli aeromobili che non dispongono di sistemi di gestione automatica del carburante, lalimentazione del carburante del motore deve essere selezionata manualmente. Si deve prestare attenzione ad alternare lalimentazione da entrambi i serbatoi periodicamente per evitare uno squilibrio laterale e la quantità di carburante. Inoltre, questo programma di cambio del serbatoio del carburante, se ignorato abbastanza a lungo, può potenzialmente portare alla carenza di carburante del motore e ad un atterraggio forzato. Ciò è particolarmente problematico negli aerei monomotore leggero ad ala bassa come il Piper PA-28 o il Cirrus SR-2X, specialmente se il pilota è recentemente passato a questo aereo dopo aver pilotato aerei ad ala alta, che utilizzano sistemi di alimentazione a gravità e consentono il motore per alimentarsi da entrambi i serbatoi contemporaneamente. Gli aerei monomotore più grandi come la TBM hanno sistemi di cambio automatico del serbatoio del carburante per affrontare questo problema. Gli aeromobili multimotore di grandi dimensioni dispongono di sistemi di gestione del carburante dedicati che risolvono questi problemi.

Commenti

• Possibile aggiunta: laggiunta di peso alle ali aumenta la loro inerzia, riducendo linfluenza che il flusso daria turbolento ha su di loro.In parole povere, se laria / vento trascorre tutto il suo tempo cercando di muovere le ali su e giù e staccarle dallaereo, rendere le ali più pesanti le rende più difficili da muovere, riducendo la quantità di sollecitazioni di flessione ripetute ai punti di montaggio sono soggetti e predisporre un aereo che voli in modo più stabile
• Inoltre: aumentare la capacità di carburante nella fusoliera ridurrebbe lo spazio disponibile per il carico; le ali non possono ‘ essere usate praticamente per questo, ma possono essere usate praticamente come carburante perché ‘ s non è vincolato a una particolare altezza / dimensione del contenitore. È ‘ liquido, quindi possono adattarsi alla cella attorno e tra le parti strutturali dellala e utilizzarne una grande quantità. Al contrario, relativamente poche valigie potrebbero essere sistemate praticamente lungo lala, probabilmente principalmente vicino alla radice, e provare a progettare attorno al volume necessario sarebbe una sfida ingegneristica per mantenere le ali strutturalmente solide.
• @GalacticCowboy non farlo menziona, cercando di bilanciare il peso, poiché bagagli delle stesse dimensioni possono pesare in modo diverso.
• Elenchi solo i vantaggi. Ci sono anche degli svantaggi?
• Aggiunti ulteriori dettagli su questo argomento.

Vedo quello che stai dicendo, ma cè qualcosa che stai trascurando nella tua logica. Stai guardando un aereo seduto a terra, dove le ruote sono vicino alla fusoliera e la maggior parte delle ali sono un peso morto che crea sforzo sulla struttura.

Pensa a uno in volo. Ora tutta la portanza proviene dalle ali, immagina laereo sospesi da un paio di dozzine (miliardi) di cavi sparsi sulle superfici delle ali. Ora la fusoliera è un peso morto e la tensione nella struttura è dovuta al trasporto della fusoliera.

Quindi, quando aggiungi peso alle ali in modo uniforme, aggiunge praticamente zero carico strutturale per il Ali. Ciò che viene sollevato è allinterno della sorgente dellascensore . Quindi, dal punto di vista del carico strutturale, è “un lavaggio: non importa.

Mentre se ne aggiungi altro carri armati nella fusoliera, va bene a terra, ma aggiunge enormi sollecitazioni alle ali in volo, riducendo efficacemente la capacità pratica di carico.

Lo sforzo sulle ali dovuto allo stare seduti a terra è molto meno preoccupante per i progettisti rispetto alle deformazioni in volo.

Vedi anche “ Zero Fuel Weight “.

Commenti

• Esattamente quello che stavo pensando, ma lhai detto molto meglio!
• +1, per unottima spiegazione .
• ” dove le ruote sono sotto la fusoliera e le ali sono un peso morto che crea tensioni sulla struttura. ” Una nota importante qui: la maggior parte degli aeroplani con carrello di atterraggio triciclo ha effettivamente lingranaggio principale montato sulle ali, non la fusoliera. Alcuni aeromobili di grandi dimensioni hanno un set aggiuntivo di attrezzi principali entrobordo sotto la fusoliera, ma di solito hanno ancora lattrezzo principale fuoribordo sotto le ali.
• Ad esempio Boeing 757 , PA-28-140 , Airbus A320 , Boeing 747

il peso aggiunto aumenta il carico strutturale applicato alle ali, le diverse forze gravitazionali e la flessione delle ali tra i serbatoi pieni e vuoti provocano sollecitazioni ripetute che accorciano la durata del velivolo

Come risultato degli effetti della portanza (e della necessità decrescente di essa quando laereo si schiarisce) è vero il contrario vedi qui

maggiore rischio di danni catastrofici alle ali in caso di accensione del carburante in volo

Al contrario di maggiore rischio di danni catastrofici alla cabina in caso di accensione del carburante in volo?

Supponendo che unaccensione non esplosiva abbia il carburante nelle ali significa che puoi intervenire per scaricare il carburante. Se si verifica un incendio nella fusoliera principale, tuttavia, si ha una maggiore probabilità che il fuoco inabiliti lequipaggio prima che possa intervenire. O danni allavionica, alla cabina a pressione, ecc.

forse un rischio maggiore di incendio quando un fulmine colpisce unala?

Le punte delle ali sono una delle posizioni su un aereo che è più incline ai fulmini e il potenziale di incendi di carburante esiste, ma vengono prese misure per contrastarlo e nella stragrande maggioranza dei casi i fulmini fanno danni minimi

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• quali sono i passaggi effettuati?

Molto semplicemente: cè “molto spazio vuoto in quelle ali, e” molto spazio vuoto necessario per il carburante.

Creare altrove spazio per il carburante renderebbe lintero velivolo più grande e più pesante, quindi non ha molto senso.

E non sono solo le ali, molti aerei trasportano carburante nello stabilizzatore verticale anche.

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• In altre parole: perché i serbatoi del carburante si trovano nelle ali? Perché i passeggeri non lo farebbero ‘ non ci sto. 🙂
• @TannerSwett Don ‘ t dare loro qualche idea …
• @ pipe en.wikipedia.org/wiki/Junkers_G.38 ?
• @TannerSwett hmm, Ryanair vuole parlare con te di questa idea.

Insieme alle altre risposte, indicherò la maggior parte dei casi recenti in cui un Il serbatoio del carburante dellaereo è esploso, il serbatoio centrale, che si trova nella fusoliera, è stato coinvolto. Ci sono due ragioni:

Primo, un serbatoio della fusoliera si trova più in basso dei motori e richiede pompe per sollevare il carburante. I guasti alle pompe elettriche hanno causato esplosioni . Ciò significa anche che un guasto alla pompa si traduce in carburante inutilizzabile, mentre i serbatoi alari possono alimentare naturalmente i motori per gravità.

In secondo luogo, i serbatoi della fusoliera sono più vicini alle fonti di calore. Questa è stata la causa dellincidente del TWA volo 800 , in cui il calore proveniente dalle apparecchiature di condizionamento dellaria vicine genera vapori infiammabili nei serbatoi del carburante. Al contrario, i serbatoi alari sono naturalmente raffreddati dal flusso daria e sono meno suscettibili alla formazione di tali vapori esplosivi.

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• Non sono sicuro se intendevi ” che in tutti i casi … era il serbatoio centrale che era implicato ” (il che è apparentemente vero ), ma se è così, potresti probabilmente renderlo più esplicito.
• @jcaron Reworded. Sono ‘ sono sicuro che un carro armato alare sia esploso in qualche momento della storia dellaviazione, ma sicuramente il carro armato centrale è stato la causa principale degli incidenti di recente.

• il peso aggiunto aumenta il carico strutturale applicato alle ali

Solo quando laereo “è a terra. Quando è in aria, diminuisce il carico sulle ali perché la loro portanza bilancia il peso.

• diverse forze gravitazionali e flessione delle ali tra i serbatoi pieni e vuoti provocano sollecitazioni ripetute che accorciano la durata di vita del velivolo

Al ritmo di un ciclo per volo. E le ali subiscono già un ciclo di stress una volta per volo (flesse verso il basso quando laereo “è a terra e verso lalto quando è in aria).

• maggiore rischio di danni catastrofici alle ali in caso di accensione del carburante in volo

I serbatoi di carburante che prendono fuoco in volo sono catastrofici ovunque li metti.

• maggiore rischio di incendio quando un fulmine colpisce unala

Quando è successo lultima volta? Wikipedia “s elenco di incidenti aerei suggerisce volo LANSA   508 nel 1971. Tali incidenti sono ora ancora più rari, perché i serbatoi del carburante sono dotati di sistemi di inertizzazione. Questo era originariamente raccomandato dopo lo schianto del volo Pan Am   214 nel 1963 ma ci è voluto molto tempo prima che accadesse.

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• Questa risposta sembra implicare che i sistemi di inertizzazione siano stati utilizzati da poco tempo dopo il 1963, o almeno che i sistemi di inertizzazione siano responsabili della mancanza di incendi indotti dai fulmini dal 1971. Il collegamento che hai fornito, tuttavia, dice che i sistemi di inertizzazione erano non installato per 40 anni dopo il crash di Pan Am 214. Ecco ‘ un articolo che descrive lo stato dellarte nel 2004: airspacemag.com/how-things-work/safer-fuel-tanks-5883916
• @DavidK Sì, sembra che ‘ abbia esagerato su ciò che è realmente accaduto. ‘ tornerò e modificherò quando avrò tempo, oppure ‘ potrai proporre tu stesso una modifica se hai tempo. Grazie per avermelo informato.
• @DavidK Modificato.
• @summerrain Hai qualche esempio di aerei che hanno effettuato atterraggi di emergenza con successo dopo gli incendi dei serbatoi di carburante? Sembra che la tua argomentazione sia completamente ipotetica.
• @summerrain Ho già spiegato perché non ci sono ‘ t serbatoi di carburante sotto labitacolo. La tua domanda equivale a ” In un universo alternativo, sarebbe … ” e noi ‘ Non sei in un universo alternativo, quindi ‘ non ha alcun valore nellaffrontare la tua domanda.Ad esempio, stai affermando che mettere i serbatoi di carburante in luoghi diversi darebbe più tempo per gli atterraggi di emergenza. Ti suggerisco che gli incendi dei serbatoi di carburante sono così catastrofici che non sarà possibile alcun atterraggio di emergenza. Un ottimo modo per argomentare contro tale affermazione sarebbe dire ” Ma è successo sul volo XYZ. ”

Più peso sulle ali è effettivamente buono in quanto rende laereo più bilanciato e più resistente a sterzate non necessarie durante la turbolenza o corrente del vento, come una persona che cammina su una corda tesa che porta unasta orizzontale (barra) per il bilanciamento. Controlla il raggio di rotazione nella meccanica.

Non ci sono altre ragioni. Il motore è attaccato allala e stanno cercando di progettare un serbatoio del carburante per alimentare il motore, non cè spazio sul busto. Quindi fanno un buco nelle ali.

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• benvenuti in aviation.SE. Tieni presente che questo è un sito web solo in inglese. in quanto tale, dovremo rimuovere la parte della tua risposta scritta in coreano. Inoltre, tieni presente che ci piacciono le risposte che contengono un po di dettagli e possibilmente riferimenti.

Perché i serbatoi del carburante si trovano sulle ali?

Perché è difficile adattare i passeggeri o le loro bagaglio sulle ali.