Varför finns bränsletankar i vingar?

Flera fördelar:

1. Vingkonstruktioner är ihåliga och omfattande för att ge strukturell styvhet mot fladdring och bära flygbelastningar. Detta ger det utrymme som behövs för att lagra bränsle.
2. På ett konventionellt flygplan placerar bränsletankar i vingarna bränslemassan mycket nära eller på hissens centrum. Detta minskar dramatiskt Cg-skift under flygning och minskar storleken och vikten på bakplanet för att upprätthålla en stabil flygning. Det minskar också Cg-förskjutningar på grund av att bränslet tappas inuti tankarna på grund av de begränsade begränsningarna av längsgående rörelse för bränslet i tankarna.
3. I händelse av en landning med bränsle i vingar håller det borta från kabinen och passagerarna, vilket minskar risken för bränder i kabinen.
4. Bränslets vikt minskar lastmomentet på vingrötterna och minskar vikten på strukturen som behövs för att stödja flygplanet under flyg.
5. Bränsle lagrat i vingarna eliminerar helt eller delvis bränsleförvaring i flygkroppen, vilket ger mer utrymme för passagerare och gods.

Nackdelar:

1) Bränsle som tappar i tankarna i sidled som ett resultat av turbulens eller okoordinerad flygning kan leda till sidoviktförskjutning och potentiell lateral instabilitet. Vid låga mängder bränsle och vid långvarig okoordinerad flygning finns det en chans att motorn kan drabbas av bränslesvält helt enkelt för att bränslet har runnit ut ur sumparna i tankarna. Dessa problem kan lindras med korrekt bränsletankförvirring och användning av matartrådar som matas av huvudtankarna som motorn dricker från.

2) På flygplan som använder ett sifonmatningsbränslesystem, såsom lågvingeflygplan, kan bränslet inte sippras jämnt från båda tankarna samtidigt. Detta är ett särskilt problem i enmotoriga flygplan, där separata bränslesystem inte är särskilt avsedda för en motor. I sådana fall kommer motorn att matas från antingen vänstervingetank med en högervingetank och detta styrs med hjälp av en bränsleväljarventil i cockpit. På flygplan som inte har automatiska bränslesystem måste motorns bränslematning väljas manuellt. Försiktighet måste iakttas att växla matning från båda tankarna med jämna mellanrum för att förhindra lateral obalans och bränslemängd. Dessutom kan detta kopplingsschema för bränsletank, om det ignoreras tillräckligt länge, potentiellt leda till bränslesvält i motorn och en tvingad landning. Detta är särskilt problematiskt i enmotoriga flygplan med låg vinge som Piper PA-28 eller Cirrus SR-2X, särskilt om piloten nyligen har övergått till detta flygplan efter att ha flygit högflygplan, som använder tyngdkraftsmatningsbränslesystem och tillåter motorn matas från båda tankarna samtidigt. Större enmotoriga flygplan som TBM har automatiska växlingssystem för bränsletankar för att lösa detta problem. Stora flermotoriga jetflygplan har dedikerade bränslehanteringssystem som löser dessa problem.

Kommentarer

• Möjligt tillägg: att lägga vikt på vingarna ökar deras tröghet, vilket minskar det inflytande som turbulent luftflöde har på dem.Enkelt uttryckt, om luften / vinden spenderar hela tiden på att försöka vinga vingarna upp och ner och snäppa dem från planet, vilket gör vingarna tyngre gör det svårare att vifta, vilket minskar mängden upprepad böjspänning som monteringspunkterna utsätts för till och tillhandahålla ett plan som flyger mer stabilt
• Dessutom: ökad bränslekapacitet i flygkroppen skulle minska tillgängligt lastutrymme; vingarna kan ’ praktiskt taget inte användas för detta, men de kan användas mycket praktiskt för bränsle eftersom det ’ s inte begränsade till en viss behållarhöjd / -storlek. Det ’ är vätska, så att de kan passa cellen runt och mellan strukturella delar av vingen och använda en stor del av den. Omvänt kan relativt få resväskor passa praktiskt taget längs vingen, troligen främst nära roten, och att försöka designa runt den nödvändiga volymen skulle vara en teknisk utmaning att hålla vingarna strukturellt sunda.
• @ GalacticCowboy att inte nämna, försök att balansera vikten, eftersom bagage i samma storlek kan väga olika.
• Du listar bara fördelar. Finns det också några nackdelar?
• Tillagt mer om det ämnet.

Jag ser vad du säger, men det finns något du ser över i din logik. Du tittar på ett flygplan som sitter på marken, där hjulen är nära flygkroppen och de flesta av vingarna är dödvikt som skapar belastning på strukturen.

Tänk på en under flygning. Nu kommer all hiss från vingarna, föreställ dig flygplanet upphängda av ett par dussin (miljarder) kablar spridda runt vingytorna. Nu är flygkroppen dödvikt och belastningen i strukturen kommer från att bära flygkroppen.

Så när du lägger vikt på vingarna jämnt, lägger det till praktiskt taget noll strukturell belastning för vingar. Vad som lyfts ligger inuti källan till hissen . Så ur ett strukturellt belastningsperspektiv är det tvätt: det spelar ingen roll.

Om du lägger till mer tankar i flygkroppen, som är bra på marken, men det tillför enorma spänningar till vingarna under flygning, vilket effektivt minskar praktisk lastkapacitet.

Belastningen på vingarna från att sitta på marken är mycket mindre oroande för designers än stammarna under flygning.

Se även ” Noll bränslevikt ”.

Kommentarer

• Exakt vad jag tänkte, men du sa det mycket bättre!
• +1, för en bra förklaring .
• ” där hjulen är under flygkroppen och vingarna är dödvikt som skapar belastning på strukturen. ” En viktig anmärkning här: De flesta flygplan med trehjulingslandningsställ har faktiskt huvudutrustningen monterad på vingarna, inte flygkroppen. Vissa mycket stora flygplan har en extra inombordsuppsättning av huvudväxel under flygkroppen, men de har vanligtvis fortfarande utombordsväxlar under vingarna.
• Till exempel Boeing 757 , PA-28-140 , Airbus A320 , Boeing 747

extra vikt ökar den strukturella belastningen som appliceras på vingarna olika tyngdkrafter och vingböjning mellan hela och tomma tankar resulterar i upprepade spänningar som förkortar flygplanets livslängd

Som ett resultat av hissens effekter (och det avtagande behovet av det när planet tänds) är det omvända faktiskt sant se här

högre risk för katastrofala skador på vingarna vid bränsletändning under flygning

Till skillnad från högre risk för katastrofal skada på hytten vid bränsletändning under flygning?

Om du antar att en icke-explosiv tändning har bränslet i vingarna kan du vidta åtgärder för att tömma bränslet. Om du har en brand som börjar i huvudkroppen har du dock en större chans att branden förmå besättningen innan de kan vidta åtgärder. Eller skador som uppstår på flygelektroniken, tryckhytten etc.

kanske högre risk för eld när blixtar slår en vinge?

Vingtips är en av platserna på en plan som är mer benäget för blixtnedslag – och potentialen för bränslebränder finns där men åtgärder vidtas för att motverka detta och i de allra flesta fall gör blixten mycket liten skada

Kommentarer

• vilka är stegen?

Helt enkelt: det finns mycket tomt utrymme i dessa vingar, och det finns mycket tomt utrymme som behövs för bränsle.

Att skapa utrymme någon annanstans för bränsle skulle göra hela flygplanet större och tyngre, så det är lite meningsfullt.

Och det är inte bara vingarna, många flygplan bär bränsle i den vertikala stabilisatorn. också.

Kommentarer

• Med andra ord: Varför finns bränsletankar i vingarna? Eftersom passagerarna inte skulle ’ passar inte in där. 🙂
• @TannerSwett Don ’ t ge dem några idéer …
• @ pipe en.wikipedia.org/wiki/Junkers_G.38 ?
• @TannerSwett hmm, Ryanair vill prata med dig om den idén.

Tillsammans med de andra svaren kommer jag att påpeka de flesta av de senaste fallen där ett flygplanets bränsletank exploderade, centratanken, som ligger i flygkroppen, var inblandad. Det finns två skäl:

För det första ligger en flygkroppstank lägre än motorerna och kräver pumpar för att höja bränslet. Elektriska pumpfel har orsakat explosioner . Detta innebär också att ett pumpfel resulterar i oanvändbart bränsle, medan vingtankar naturligt kan mata motorerna via tyngdkraften.

För det andra ligger flygkroppstankarna närmare värmekällor. Detta var en orsak till TWA flight 800 olycka, där värme från närliggande luftkonditioneringsutrustning ledde till en brandfarlig ånga i bränsletankarna. Däremot kyls vingtankar naturligt av luftflöde och är mindre mottagliga för att bilda sådana explosiva ångor.

Kommentarer

• Inte säker på om du menade ” att i alla fallen … var det mittbehållaren som var inblandad ” (vilket tydligen är sant ), men i så fall kan du förmodligen göra det mer tydligt.
• @jcaron Omformulerad. Jag ’ är säker på att en vingtank exploderat någon gång i luftfartens historia, men den centrala tanken har verkligen varit den främsta orsaken till olyckor nyligen.

• extra vikt ökar den strukturella belastningen på vingarna

Endast när planet är på marken. När det är i luften minskar det lasten på vingarna eftersom deras lyft balanserar vikten.

• olika tyngdkrafter och vingbockning mellan hela och tomma tankar resulterar i upprepade spänningar som förkortar flygplanets livslängd

I takt med en cykel per flygning. Och vingarna går redan igenom en stresscykel en gång per flygning (böjs ner när planet är på marken och upp när det är i luften).

• högre risk för katastrofal skada på vingarna vid bränsletändning under flygning

Bränsletankarna som tar eld under flygningen är katastrofal var du än lägger dem.

• högre risk för brand när blixtnedslag slår en vinge

När hände det senast? Wikipedia ”s lista över flygolyckor föreslår LANSA-flyg   508 1971. Sådana händelser är nu ännu sällsynta, eftersom bränsletankar är utrustade med inerta system. Detta rekommenderades ursprungligen efter kraschen av Pan Am-flyg   214 1963 men det tog lång tid innan det faktiskt hände.

Kommentarer

• Detta svar verkar antyda att inertiseringssystem har använts sedan någon gång strax efter 1963, eller åtminstone att inertionssystem är ansvariga för bristen på blixtinducerad eld sedan 1971. Länken du angav säger dock att inertionssystem var inte installerat i 40 år efter Pan Am 214-kraschen. Här ’ är en artikel som beskriver teknikens ståndpunkt 2004: airspacemag.com/how-things-work/safer-fuel-tanks-5883916
• @DavidK Ja, det ser ut som att jag ’ har överdrivit vad som faktiskt hände. Jag ’ Jag kommer tillbaka och redigerar när jag har tid, eller så är du ’ välkommen att föreslå en redigering själv om du har tid. Tack för att du meddelade mig.
• @DavidK Redigerad.
• @summerrain Har du några exempel på flygplan som har gjort framgångsrika nödlandningar efter bränsletankbränder? Det känns som att ditt argument är helt hypotetiskt.
• @summerrain Jag har redan förklarat varför det inte finns ’ bränsletankar under cockpit. Din fråga uppgår till ” I ett alternativt universum skulle … ” och vi ’ är inte i ett alternativt universum så ’ saknar värde för att hantera din fråga.Som ett exempel hävdar du att om du placerar bränsletankar på olika platser skulle det ge mer tid för nödlandningar. Jag föreslår att bränder i bränsletankar är så katastrofala att ingen nödlandning kommer att vara möjlig. Ett bra sätt för dig att argumentera mot det påståendet skulle vara att säga ” Men det hände på flyg XYZ. ”

Mer vikt på vingarna är faktiskt bra eftersom det gör flygplanet mer balans och mer motståndskraftigt mot onödig svängning under turbulens eller vindström, som en person som går på tätt rep som bär en horisontell stång (bar) för balansering. Kolla in Gyrations radie inom mekanik.

Det finns ingen annan anledning. Motorn är fäst vid vingen och de försöker konstruera en bränsletank för att bränna motorn. Det finns inget utrymme på torso. Så de gör ett hål i vingarna.

Kommentarer

• välkommen till luftfart.SE. Tänk på att detta är en webbplats som endast är på engelska. som sådan måste vi ta bort den del av ditt svar som är skrivet på koreanska. Var också medveten om att vi gillar svar som innehåller lite detaljer och eventuellt referenser.

Varför finns bränsletankar i vingar?

Eftersom det är svårt att passa passagerarna eller deras bagage i vingarna.