Dlaczego zbiorniki paliwa są umieszczone w skrzydłach?

Kilka zalet:

1. Struktury skrzydeł są puste i obszerne, aby zapewnić sztywność strukturalną przeciw trzepotaniu i przenosić obciążenia podczas lotu. Zapewnia to przestrzeń potrzebną do przechowywania paliwa.
2. W konwencjonalnym samolocie umieszczenie zbiorników paliwa na skrzydłach powoduje umieszczenie masy paliwa bardzo blisko środka siły nośnej lub na nim. To radykalnie zmniejsza przesunięcie Cg podczas lotu i zmniejsza rozmiar i wagę statecznika, aby utrzymać stabilny lot. Zmniejsza również przesunięcia Cg spowodowane rozlaniem paliwa w zbiornikach, ze względu na ograniczone ograniczenia ruchu wzdłużnego paliwa w zbiornikach.
3. W przypadku lądowania awaryjnego, paliwo w zbiorniku skrzydła utrzymują go z dala od kabiny i pasażerów, zmniejszając ryzyko pożaru kabiny.
4. Ciężar paliwa zmniejsza moment obciążenia na korzeniach skrzydeł, zmniejszając ciężar konstrukcji potrzebnej do podparcia samolotu podczas lot.
5. Paliwo zmagazynowane w skrzydłach częściowo lub całkowicie eliminuje gromadzenie się paliwa w kadłubie, pozostawiając więcej miejsca dla pasażerów i ładunku.

Wady:

1) Boczne rozlewanie się paliwa w zbiornikach w wyniku turbulencji lub nieskoordynowanego lotu może prowadzić do bocznego przesunięcia ciężaru i potencjalnej bocznej niestabilności. Przy małych ilościach paliwa i przy długotrwałym nieskoordynowanym locie istnieje szansa, że silnik może cierpieć z powodu głodu paliwa po prostu dlatego, że paliwo wypłynęło ze studzienek w zbiornikach.Problemy te można złagodzić poprzez odpowiednie uszczelnienie zbiornika paliwa i użycie lejki zasilające zasilane z głównych zbiorników, z których pije silnik.

2) W samolotach, które wykorzystują syfonowy układ paliwowy, takich jak dolnopłat, paliwo nie może być pobierane równomiernie z obu zbiorników jednocześnie. Jest to szczególny problem w samolotach jednosilnikowych, gdzie oddzielne układy paliwowe nie są przeznaczone w szczególności dla jednego silnika. W takich przypadkach silnik będzie zasilał albo lewy zbiornik ze zbiornikiem prawego skrzydła i jest to sterowane za pomocą zaworu wyboru paliwa w kokpicie. W samolotach, które nie mają automatycznego systemu zarządzania paliwem, zasilanie paliwem silnika należy wybrać ręcznie. Należy zadbać o okresowe naprzemienne podawanie z obu zbiorników, aby uniknąć bocznego braku równowagi i ilości paliwa. Dodatkowo ten harmonogram przełączania zbiorników paliwa, jeśli jest ignorowany wystarczająco długo, może potencjalnie prowadzić do głodu paliwa w silniku i przymusowego lądowania. Jest to szczególnie problematyczne w lekkich jednosilnikowych samolotach dolnopłatowych, takich jak Piper PA-28 lub Cirrus SR-2X, zwłaszcza jeśli pilot niedawno przeszedł na ten samolot po locie na górnopłatach, które wykorzystują systemy zasilania grawitacyjnego i pozwalają silnik do zasilania z obu zbiorników jednocześnie. Większe samoloty jednosilnikowe, takie jak TBM, mają automatyczne systemy przełączania zbiorników paliwa, aby rozwiązać ten problem. Duże, wielosilnikowe samoloty odrzutowe mają dedykowane systemy zarządzania paliwem, które rozwiązują te problemy.

Komentarze

• Możliwe dodatkowe: dodanie ciężaru do skrzydeł zwiększa ich bezwładność, zmniejszenie wpływu, jaki ma na nie burzliwy przepływ powietrza.Mówiąc prościej, jeśli powietrze / wiatr spędza cały swój czas próbując machać skrzydłami w górę iw dół oraz zdejmować je z samolotu, to cięższe skrzydła utrudniają ich machanie, zmniejszając ilość powtarzających się naprężeń zginających, na które narażone są punkty mocowania do i zapewnienie samolotu, który lata bardziej stabilnie
• Ponadto: zwiększenie pojemności paliwa w kadłubie zmniejszyłoby dostępną przestrzeń ładunkową; skrzydeł nie można ' praktycznie do tego użyć, ale można użyć ich bardzo praktycznie jako paliwa, ponieważ ' s nie jest ograniczone do określonej wysokości / rozmiaru kontenera. Jest ' płynem, dzięki czemu mogą dopasować komórkę dookoła i pomiędzy strukturalnymi częściami skrzydła i wykorzystać jej dużą część. I odwrotnie, stosunkowo niewiele walizek można zmieścić praktycznie wzdłuż skrzydła, prawdopodobnie głównie w pobliżu nasady, a próba zaprojektowania wokół niezbędnej objętości byłaby wyzwaniem inżynieryjnym, aby zachować konstrukcję skrzydeł w dobrym stanie.
• @GalacticCowboy nie powinien wspomnieć, próbując zrównoważyć wagę, ponieważ bagaż tej samej wielkości może ważyć inaczej.
• Podajesz tylko zalety. Czy są też jakieś wady?
• Dodano więcej informacji na ten temat.

Rozumiem, co mówisz, ale jest coś, co przeoczasz w swojej logice. Patrzysz na samolot siedzący na ziemi, w którym koła są blisko kadłuba, a większość skrzydeł ma martwy ciężar, który tworzy obciążenie konstrukcji.

Pomyśl o jednym w locie. Teraz cała winda wydobywa się ze skrzydeł, wyobraź sobie samolot zawieszone na kilkudziesięciu (miliardach) linach rozłożonych wokół powierzchni skrzydeł. Teraz kadłub jest ciężarem własnym, a konstrukcja jest obciążona przez przenoszenie kadłuba.

Więc kiedy równomiernie obciążasz skrzydła, dodaje to praktycznie zerowe obciążenie konstrukcyjne skrzydełka. To, co jest podnoszone, znajduje się wewnątrz źródła windy . Więc z punktu widzenia obciążenia strukturalnego jest to pranie: to nie ma znaczenia.

Natomiast jeśli dodasz więcej zbiorniki w kadłubie, które dobrze leżą na ziemi, ale powodują ogromne naprężenia skrzydeł w locie, skutecznie zmniejszając praktyczną ładowność.

Obciążenie skrzydeł spowodowane siedzeniem na ziemi jest znacznie mniej niepokojące dla projektantów niż obciążenia podczas lotu.

Zobacz także „ Zerowa waga paliwa ”.

Komentarze

• Dokładnie to, o czym myślałem, ale powiedziałeś to o wiele lepiej!
• +1, świetne wyjaśnienie .
• ” gdzie koła znajdują się pod kadłubem, a skrzydła mają własny ciężar, który obciąża konstrukcję. ” Jedna ważna uwaga: większość samolotów z podwoziem trójkołowym ma faktycznie główne podwozie zamontowane na skrzydłach, a nie na kadłubie. Niektóre bardzo duże samoloty mają dodatkowe wewnętrzne podwozie główne pod kadłubem, ale zwykle nadal mają zewnętrzne podwozie główne pod skrzydłami.
• Na przykład Boeing 757 , PA-28-140 , Airbus A320 , Boeing 747

dodany ciężar zwiększa obciążenie konstrukcyjne skrzydeł różne siły grawitacyjne i zginanie skrzydeł pomiędzy pełnymi i pustymi zbiornikami powodują powtarzające się naprężenia skracające żywotność samolotu

W wyniku efektu podnoszenia (i malejącej potrzeby, gdy samolot się rozjaśnia), odwrotność jest faktycznie prawdziwa, patrz tutaj

wyższe ryzyko katastrofalnego uszkodzenia skrzydeł w przypadku zapłonu paliwa w locie

W przeciwieństwie do wyższej ryzyko katastrofalnego uszkodzenia kabiny w przypadku zapłonu paliwa w locie?

Zakładając, że paliwo w skrzydłach jest niezbuchowe, możesz podjąć działania w celu zrzucenia paliwa. Jeśli masz pożar w głównym kadłubie, to jednak masz większe prawdopodobieństwo, że pożar obezwładni załogę, zanim będzie mogła podjąć kroki. Lub uszkodzenia awioniki, kabiny ciśnieniowej itp.

Może większe ryzyko pożaru, gdy piorun uderzy w skrzydło?

Końcówki skrzydeł to jedno z miejsc samolot, który jest bardziej podatny na uderzenia piorunów – i istnieje możliwość pożarów paliwa, ale podejmowane są kroki, aby temu przeciwdziałać. W większości przypadków piorun powoduje bardzo małe szkody

Komentarze

• jakie kroki zostały podjęte?

Po prostu: „w tych skrzydłach jest dużo pustego miejsca i jest dużo wolnego miejsca na paliwo”.

Stworzenie miejsca na paliwo w innym miejscu sprawiłoby, że cały samolot byłby większy i cięższy, więc nie ma to sensu.

I to nie tylko skrzydła, wiele samolotów przenosi paliwo w stabilizatorze pionowym. również.

Komentarze

• Innymi słowy: dlaczego zbiorniki paliwa znajdują się w skrzydłach? Ponieważ pasażerowie nie ' nie pasuję. 🙂
• @TannerSwett Don ' nie dawaj im żadnych pomysłów …
• @ pipe en.wikipedia.org/wiki/Junkers_G.38 ?
• @TannerSwett hmm, Ryanair chce z Tobą porozmawiać o tym pomyśle.

Wraz z innymi odpowiedziami zwrócę uwagę na większość ostatnich przypadków, w których eksplodował zbiornik paliwa samolotu, zamieszany był środkowy zbiornik, który znajduje się w kadłubie. Są dwa powody:

Po pierwsze, zbiornik kadłuba znajduje się niżej niż silniki i wymaga pomp do podniesienia paliwa. Awarie pompy elektrycznej spowodowały wybuchy . Oznacza to również, że awaria pompy skutkuje bezużytecznym paliwem, podczas gdy zbiorniki skrzydłowe mogą naturalnie zasilać silniki grawitacyjnie.

Po drugie, zbiorniki kadłuba są bliżej źródeł ciepła. Stało się to przyczyną wypadku lotu TWA 800 , w którym ciepło z pobliskiego sprzętu klimatyzacyjnego doprowadziło do łatwopalnych oparów w zbiornikach paliwa. Natomiast zbiorniki skrzydłowe są naturalnie chłodzone przez przepływ powietrza i są mniej podatne na tworzenie takich wybuchowych oparów.

Komentarze

• Nie jestem pewien, czy chodziło Ci o ” że we wszystkich przypadkach … to środkowy zbiornik był zamieszany ” (co najwyraźniej jest prawdą ), ale jeśli tak, prawdopodobnie możesz to wyjaśnić.
• @jcaron Reworded. Jestem ' Jestem pewien, że czołg skrzydłowy wybuchł kiedyś w historii lotnictwa, ale z pewnością centralny czołg był ostatnio główną przyczyną wypadków.

• dodatkowa waga zwiększa obciążenie konstrukcyjne skrzydeł

Tylko gdy samolot jest na ziemi. Gdy jest w powietrzu, zmniejsza obciążenie skrzydeł, ponieważ ich siła nośna równoważy ciężar.

• różne siły grawitacyjne i zginanie skrzydeł pomiędzy pełnymi i pustymi zbiornikami powodują powtarzające się naprężenia skracające żywotność samolotu

W tempie jednego cyklu na lot. Skrzydła już raz na lot przechodzą przez cykl stresu (wyginają się w dół, gdy samolot jest na ziemi i podnoszą się, gdy jest w powietrzu).

• wyższe ryzyko katastrofalnego uszkodzenia skrzydeł w przypadku zapłonu paliwa w locie

Płonące zbiorniki paliwa podczas lotu są katastrofalne w każdym miejscu.

• większe ryzyko pożaru kiedy piorun uderza w skrzydło

Kiedy to się ostatnio wydarzyło? Wikipedia „ lista katastrof samolotów sugeruje lot LANSA   508 w 1971 r. Obecnie takie incydenty są jeszcze rzadsze, ponieważ zbiorniki paliwa są wyposażone w układy inercyjne. Pierwotnie było to zalecane po katastrofie lotu Pan Am   214 w 1963 roku, ale zajęło to dużo czasu, zanim to się wydarzyło.

Komentarze

• Ta odpowiedź wydaje się sugerować, że systemy inertyzujące były używane od jakiegoś czasu, krótko po 1963 roku, lub przynajmniej, że systemy inertyzujące są odpowiedzialne za brak pożarów wywołanych wyładowaniami atmosferycznymi od 1971 roku. Jednak podane łącze mówi, że systemy inertyzujące były nie zainstalowany przez 40 lat po awarii Pan Am 214. Tutaj ' jest artykuł opisujący stan techniki w 2004 roku: airspacemag.com/how-things-work/safer-fuel-tanks-5883916
• @DavidK Tak, to wygląda na to, że ' przesadziłem, co się właściwie stało. ' wrócę i dokonam edycji, kiedy będę miał czas, albo jeśli masz czas, ' możesz ponownie zaproponować zmianę. Dziękuję za poinformowanie mnie.
• @DavidK Edytowano.
• @summerrain Czy masz jakieś przykłady samolotów, które pomyślnie lądowały awaryjnie po pożarze zbiornika paliwa? Wydaje się, że Twoja argumentacja jest całkowicie hipotetyczna.
• @summerrain Wyjaśniłem już, dlaczego pod kokpitem nie ma ' zbiorników paliwa. Twoje pytanie dotyczy ” W innym uniwersum … „, a my ' nie znajdujesz się w alternatywnym świecie, więc ' nie ma sensu w odpowiadaniu na twoje pytanie.Na przykład twierdzisz, że umieszczenie zbiorników paliwa w różnych miejscach dałoby więcej czasu na awaryjne lądowania. Sugeruję, że pożary zbiorników paliwa są tak katastrofalne, że żadne awaryjne lądowanie nie będzie możliwe. Świetnym sposobem na zaprzeczenie temu twierdzeniu byłoby stwierdzenie: ” Ale stało się to podczas lotu XYZ. ”

Większy ciężar na skrzydłach jest w rzeczywistości dobry, ponieważ sprawia, że samolot jest bardziej wyważony i bardziej odporny na niepotrzebne skręcanie podczas turbulencji lub prąd wiatru, jak osoba idąca po ciasnej linie niosąca poziomy pręt (pręt) do równoważenia. Sprawdź promień bezwładności w mechanice.

Nie ma innego powodu. Silnik jest przymocowany do skrzydła i próbują zaprojektować zbiornik paliwa do zasilania silnika, Na tułowiu nie ma miejsca. Robią więc dziurę w skrzydłach.

Komentarze

• witamy w aviation.SE. Należy pamiętać, że jest to witryna wyłącznie w języku angielskim. w związku z tym będziemy musieli usunąć część Twojej odpowiedzi napisaną w języku koreańskim. Ponadto pamiętaj, że lubimy odpowiedzi, które zawierają trochę szczegółów i prawdopodobnie odniesienia.

Dlaczego zbiorniki paliwa są umieszczone w skrzydłach?

Ponieważ trudno jest pomieścić pasażerów lub ich bagaż w skrzydła.