Waarom bevinden zich brandstoftanks in vleugels?

Verschillende voordelen:

1. Vleugelconstructies zijn hol en volumineus om structurele stijfheid te bieden tegen flutter en het dragen van vluchtbelastingen. Dit biedt de ruimte die nodig is om brandstof op te slaan.
2. In een conventioneel vliegtuig plaatst het plaatsen van brandstoftanks in de vleugels de brandstofmassa zeer dicht bij of op het midden van de lift. Dit vermindert de Cg-verschuiving tijdens de vlucht aanzienlijk en vermindert de grootte en het gewicht van het staartvlak om een stabiele vlucht te behouden. Het vermindert ook Cg-verschuivingen als gevolg van het klotsen van de brandstof in de tanks, vanwege de beperkte beperkingen van de longitudinale verplaatsing van de brandstof in de tanks.
3. In het geval van een noodlanding moet de brandstof in de tank vleugels houden het weg van de cabine en de inzittenden, waardoor het risico op cabinebranden wordt verkleind.
4. Het gewicht van de brandstof vermindert het laadmoment op de vleugelwortels, waardoor het gewicht van de constructie die nodig is om het vliegtuig tijdens vlucht.
5. Brandstof opgeslagen in de vleugels elimineert gedeeltelijk of volledig brandstofopslag in de romp, waardoor er meer ruimte overblijft voor passagiers en vracht.

Nadelen:

1) Brandstof die zijdelings in de tanks klotst als gevolg van turbulentie of ongecoördineerde vlucht, kan leiden tot zijdelingse gewichtsverplaatsing en mogelijke laterale instabiliteit. Bij lage hoeveelheden brandstof en bij langdurige ongecoördineerde vluchten bestaat de kans dat de motor te lijden heeft onder brandstofgebrek, simpelweg omdat de brandstof uit de opvangbakken in de tanks is gestroomd. feederhoppers die worden gevoed door de hoofdtanks waaruit de motor drinkt.

2) In vliegtuigen die een sifonaanvoersysteem gebruiken, zoals vliegtuigen met lage vleugels, kan de brandstof niet gelijkmatig uit beide tanks tegelijk worden overgeheveld. Dit is met name een probleem bij eenmotorige vliegtuigen, waar afzonderlijke brandstofsystemen niet specifiek voor één motor zijn bedoeld. In dergelijke gevallen zal de motor ofwel de linkervleugeltank voeden met een rechtervleugeltank en dit wordt bediend door middel van een brandstofkeuzeklep in de cockpit. Op vliegtuigen die geen automatische brandstofbeheersystemen hebben, moet de brandstoftoevoer naar de motor handmatig worden geselecteerd. Er moet voor worden gezorgd dat de toevoer van beide tanks periodiek wordt afgewisseld om laterale onbalans en brandstofhoeveelheid te voorkomen. Bovendien kan dit schakelschema van de brandstoftank, indien lang genoeg genegeerd, mogelijk leiden tot brandstofgebrek van de motor en een noodlanding. Dit is met name problematisch in de lichte eenmotorige vliegtuigen met lage vleugels, zoals de Piper PA-28 of Cirrus SR-2X, vooral als de piloot onlangs is overgestapt op dit vliegtuig na het vliegen met vliegtuigen met hoge vleugels, die brandstofsystemen met zwaartekrachttoevoer gebruiken en de motor te voeden uit beide tanks tegelijk. Grotere eenmotorige vliegtuigen zoals de TBM hebben automatische schakelsystemen voor brandstoftanks om dit probleem aan te pakken. Grote meermotorige straalvliegtuigen hebben speciale brandstofbeheersystemen die deze problemen aanpakken.

Opmerkingen

• Mogelijke extra: gewicht aan de vleugels vergroten hun traagheid, het verminderen van de invloed die turbulente luchtstroom op hen heeft.In eenvoudige bewoordingen, als de lucht / wind al zijn tijd spendeert aan het proberen om de vleugels op en neer te zwaaien en ze uit het vliegtuig te breken, worden de vleugels zwaarder waardoor ze moeilijker te zwiepen zijn, waardoor de hoeveelheid herhaalde buigspanning wordt verminderd naar, en zorgen voor een vliegtuig dat stabieler vliegt
• Ook: het vergroten van de brandstofcapaciteit in de romp zou de beschikbare laadruimte verminderen; de vleugels kunnen ‘ hier niet praktisch voor worden gebruikt, maar ze kunnen heel praktisch worden gebruikt voor brandstof omdat het ‘ s niet beperkt tot een bepaalde containerhoogte / -grootte. Het is ‘ s vloeibaar, dus ze kunnen de cel rond en tussen structurele delen van de vleugel passen en er een groot deel van gebruiken. Omgekeerd kunnen relatief weinig koffers praktisch langs de vleugel passen, waarschijnlijk voornamelijk bij de wortel, en proberen te ontwerpen rond het benodigde volume zou een technische uitdaging zijn om de vleugels structureel gezond te houden.
• @GalacticCowboy om dat niet te doen. vermeld: proberen het gewicht in evenwicht te houden, aangezien bagagestukken van dezelfde grootte verschillend kunnen wegen.
• U noemt alleen de voordelen. Zijn er ook nadelen?
• Meer over dat onderwerp toegevoegd.

Ik begrijp wat je zegt, maar er is iets dat je over het hoofd ziet in je logica. Je kijkt naar een vliegtuig dat op de grond zit, met de wielen vlakbij de romp en de meeste vleugels zijn dood gewicht dat zorgt voor druk op de structuur.

Denk aan een vlucht. Nu komt alle lift van de vleugels, stel je het vliegtuig voor opgehangen aan een paar dozijn (miljard) kabels verspreid over de vleugeloppervlakken. Nu is de romp een dood gewicht en wordt de spanning in de constructie veroorzaakt door het dragen van de romp.

Dus als je de vleugels gelijkmatig gewicht geeft, wordt er praktisch geen structurele belasting voor de Vleugels. Wat wordt opgetild, bevindt zich in de bron van de lift . Dus vanuit het perspectief van een structurele belasting is het een wash: het maakt niet uit.

Maar als je meer toevoegt tanks in de romp, dat is prima op de grond, maar het voegt enorme spanningen toe aan de vleugels tijdens de vlucht, waardoor de praktische laadcapaciteit effectief wordt verminderd.

De spanning op vleugels door op de grond te zitten is veel minder zorgwekkend voor ontwerpers dan de spanning tijdens de vlucht.

Zie ook “ Geen brandstofgewicht “.

Reacties

• Precies wat ik dacht, maar jij zei het veel beter!
• +1, voor een geweldige uitleg .
• ” waar de wielen zich onder de romp bevinden en de vleugels een dood gewicht zijn dat de constructie belast. ” Een belangrijke opmerking hier: bij de meeste vliegtuigen met een landingsgestel met drie wielen is het hoofdtandwiel eigenlijk op de vleugels gemonteerd, niet op de romp. Sommige zeer grote vliegtuigen hebben een extra hoofdtandwiel aan de binnenkant onder de romp, maar meestal hebben ze nog steeds een hoofdtandwiel aan de buitenkant onder de vleugels.
• Bijvoorbeeld Boeing 757 , PA-28-140 , Airbus A320 , Boeing 747

extra gewicht verhoogt de structurele belasting op de vleugels verschillende zwaartekrachten en vleugelbuigingen tussen volle en lege tanks resulteren in herhaalde spanningen die de levensduur van het vliegtuig verkorten

Als gevolg van de effecten van lift (en de afnemende behoefte eraan als het vliegtuig lichter wordt) is het omgekeerde feitelijk waar. Zie hier

hoger risico op catastrofale schade aan vleugels in geval van brandstofontsteking tijdens de vlucht

In tegenstelling tot hoger risico van catastrofale schade aan de cabine in het geval van brandstofontsteking tijdens de vlucht?

Ervan uitgaande dat een niet-explosieve ontsteking de brandstof in de vleugels heeft, betekent dit dat u actie kunt ondernemen om de brandstof te dumpen. Als je een brand begint in de hoofdromp, heb je echter een grotere kans dat de brand de bemanning uitschakelt voordat ze maatregelen kunnen nemen. Of schade aan de avionica, de drukcabine enz.

misschien een hoger risico op brand als de bliksem een vleugel raakt?

Vleugeltips zijn een van de locaties op een vliegtuig dat vatbaarder is voor blikseminslagen – en het potentieel voor brandstofbranden is aanwezig, maar er worden maatregelen genomen om dit tegen te gaan en in de overgrote meerderheid van de gevallen veroorzaakt bliksem zeer weinig schade

Reacties

• welke stappen zijn genomen?

Simpel gezegd: er is “veel lege ruimte in die vleugels, en er is veel lege ruimte nodig voor brandstof.

Door elders ruimte te creëren voor brandstof zou het hele vliegtuig groter en zwaarder worden, dus het heeft weinig zin.

En het zijn niet alleen de vleugels, veel vliegtuigen vervoeren brandstof in de verticale stabilisator ook.

Opmerkingen

• Met andere woorden: waarom bevinden zich brandstoftanks in de vleugels? Omdat de passagiers ‘ passen daar niet in. 🙂
• @TannerSwett Don ‘ geef ze geen ideeën …
• @ pipe en.wikipedia.org/wiki/Junkers_G.38 ?
• @TannerSwett hmm, Ryanair wil met je praten over dat idee.

Samen met de andere antwoorden zal ik wijzen op de meeste recente gevallen waarin een vliegtuigbrandstoftank explodeerde, de middelste tank, die zich in de romp bevindt, was betrokken. Er zijn twee redenen:

Ten eerste, een romptank bevindt zich lager dan de motoren en vereist pompen om de brandstof te verhogen. Storingen in elektrische pompen hebben explosies veroorzaakt . Dit betekent ook dat een pompstoring resulteert in onbruikbare brandstof, terwijl vleugeltanks de motoren van nature via de zwaartekracht kunnen voeden.

Ten tweede bevinden romptanks zich dichter bij warmtebronnen. Dit was een oorzaak van het TWA-vlucht 800 -ongeval, waarbij hitte van airconditioningapparatuur in de buurt leidde tot een ontvlambare damp in de brandstoftanks. Daarentegen worden vleugeltanks van nature gekoeld door luchtstroom en zijn ze minder vatbaar voor het vormen van dergelijke explosieve dampen.

Opmerkingen

• Weet niet zeker of je ” dat in alle gevallen … het de middelste tank was die werd geïmpliceerd ” (wat blijkbaar waar is ), maar als dat zo is, zou je het waarschijnlijk explicieter kunnen maken.
• @jcaron Reworded. Ik ‘ ben er zeker van dat er ooit in de geschiedenis van de luchtvaart een vleugeltank is ontploft, maar de middelste tank is de laatste tijd zeker de belangrijkste oorzaak van ongevallen geweest.

• extra gewicht verhoogt de structurele belasting die op de vleugels wordt uitgeoefend

Alleen als het vliegtuig op de grond is. Als het in de lucht is, vermindert het de belasting van de vleugels omdat hun lift houdt het gewicht in evenwicht.

• verschillende zwaartekrachten en vleugelbuigingen tussen volle en lege tanks resulteren in herhaalde spanningen die de levensduur van het vliegtuig verkorten

Met een snelheid van één cyclus per vlucht. En de vleugels ondergaan al een keer per vlucht een stresscyclus (naar beneden gebogen wanneer het vliegtuig op de grond is en omhoog wanneer het in de lucht is).

• hoger risico op catastrofale schade aan vleugels in geval van brandstofontsteking tijdens de vlucht

De brandstoftanks die tijdens de vlucht in brand vliegen, is rampzalig, waar u ze ook neerzet.

• hoger brandgevaar wanneer de bliksem een vleugel inslaat

Wanneer is dat voor het laatst gebeurd? Wikipedia “s lijst met vliegtuigcrashes suggereert LANSA-vlucht   508 in 1971. Dergelijke incidenten zijn nu nog zeldzamer, omdat brandstoftanks zijn uitgerust met inertiseringssystemen. Dit werd oorspronkelijk aanbevolen na de crash van Pan Am-vlucht   214 in 1963, maar het duurde lang voordat het echt gebeurde.

Reacties

• Dit antwoord lijkt te impliceren dat inertiserende systemen zijn gebruikt sinds enige tijd kort na 1963, of in ieder geval dat inertiserende systemen verantwoordelijk zijn voor het uitblijven van door bliksem veroorzaakte brand sinds 1971. De link die u gaf, zegt echter dat inertiserende systemen niet geïnstalleerd gedurende 40 jaar na de crash van Pan Am 214. Hier ‘ is een artikel waarin de stand van de techniek in 2004 wordt beschreven: airspacemag.com/how-things-work/safer-fuel-tanks-5883916
• @DavidK Ja, het lijkt erop dat ik ‘ heb overdreven wat er werkelijk is gebeurd. Ik ‘ kom terug om te bewerken wanneer ik tijd heb, of je ‘ ben welkom om zelf een bewerking voor te stellen als je de tijd hebt. Bedankt dat je het me hebt laten weten.
• @DavidK Edited.
• @summerrain Heb je voorbeelden van vliegtuigen die een succesvolle noodlanding hebben gemaakt na brandstoftankbranden? Het voelt alsof je argument volledig hypothetisch is.
• @summerrain Ik heb al uitgelegd waarom er geen ‘ brandstoftanks onder de cockpit zijn. Uw vraag bedraagt ” In een alternatieve universe, zou … ” en wij ‘ bevinden zich niet in een alternatieve universe, dus er ‘ s geen waarde bij het beantwoorden van uw vraag.Als voorbeeld: u beweert dat het plaatsen van brandstoftanks op verschillende plaatsen meer tijd zou geven voor noodlandingen. Ik stel voor dat branden in brandstoftanks zo catastrofaal zijn dat er geen noodlanding mogelijk is. Een goede manier voor u om tegen die bewering in te gaan, is door te zeggen ” Maar het gebeurde op vlucht XYZ. ”

Meer gewicht op de vleugels is eigenlijk goed, aangezien het het vliegtuig meer balans geeft en beter bestand is tegen onnodig uitwijken tijdens turbulentie of windstroom, zoals een persoon die over een strak touw loopt en een horizontale staaf (staaf) draagt om te balanceren. Bekijk de straal van Gyration in mechanica.

Er is geen andere reden. De motor is aan de vleugel bevestigd en ze proberen een brandstoftank te ontwerpen om de motor van brandstof te voorzien. Er is geen ruimte op de romp. Dus ze maken een gat in de vleugels.

Reacties

• welkom bij aviation.SE. Houd er rekening mee dat dit een website is die alleen in het Engels is. als zodanig zullen we het deel van uw antwoord in het Koreaans moeten verwijderen. Houd er bovendien rekening mee dat we graag antwoorden met een beetje detail en mogelijk verwijzingen waarderen.

Waarom bevinden zich brandstoftanks in de vleugels?

Omdat het moeilijk is om de passagiers of hun bagage in de vleugels.