Warum befinden sich Kraftstofftanks in Flügeln?

Mehrere Vorteile:

1. Flügelstrukturen sind hohl und voluminös, um strukturelle Steifheit gegen Flattern zu bieten und Fluglasten zu tragen. Dies bietet den Platz, der zum Speichern von Treibstoff benötigt wird.
2. Bei einem herkömmlichen Flugzeug platziert das Platzieren von Treibstofftanks in den Tragflächen die Treibstoffmasse sehr nahe an oder auf der Mitte des Auftriebs. Dies reduziert die Cg-Verschiebung während des Fluges drastisch und reduziert die Größe und das Gewicht des Leitwerks, um einen stabilen Flug aufrechtzuerhalten. Es reduziert auch die Cg-Verschiebungen aufgrund des Schwappens des Kraftstoffs in den Tanks aufgrund der begrenzten Einschränkungen des Längswegs für den Kraftstoff in den Tanks.
3. Im Falle einer Bruchlandung muss der Kraftstoff in den Tanks sein Flügel halten es von der Kabine und den Insassen fern, wodurch das Risiko von Kabinenbränden verringert wird.
4. Das Gewicht des Kraftstoffs verringert das Lademoment an den Flügelwurzeln und verringert das Gewicht der Struktur, die zur Unterstützung des Flugzeugs während der Fahrt benötigt wird Flug.
5. In den Tragflächen gespeicherter Kraftstoff beseitigt die Kraftstoffspeicherung im Rumpf teilweise oder vollständig und lässt mehr Platz für Passagiere und Fracht.

Nachteile:

1) Kraftstoff, der infolge von Turbulenzen oder unkoordiniertem Flug seitlich in den Tanks schwappt, kann zu einer seitlichen Gewichtsverlagerung und einer möglichen seitlichen Instabilität führen. Bei geringen Kraftstoffmengen und bei längerem unkoordiniertem Flug besteht die Möglichkeit, dass der Motor unter Kraftstoffmangel leidet, einfach weil der Kraftstoff aus den Auffangwannen in den Tanks geflossen ist. Diese Probleme können durch eine ordnungsgemäße Ablenkung des Kraftstofftanks und die Verwendung von behoben werden Feeder-Hopper, die von den Haupttanks gespeist werden, aus denen der Motor trinkt.

2) Bei Flugzeugen, die ein Siphon-Feed-Fuel-System verwenden, wie z. B. Niederflügelflugzeugen, kann der Kraftstoff nicht gleichmäßig aus beiden Tanks gleichzeitig abgesaugt werden. Dies ist ein besonderes Problem bei einmotorigen Flugzeugen, bei denen separate Kraftstoffsysteme nicht speziell einem Motor zugeordnet sind. In solchen Fällen speist der Motor entweder den linken Flügeltank mit einem rechten Flügeltank und dies wird über ein Kraftstoffwahlventil im Cockpit gesteuert. Bei Flugzeugen ohne automatische Kraftstoffmanagementsysteme muss die Kraftstoffzufuhr des Motors manuell ausgewählt werden. Es muss darauf geachtet werden, die Zufuhr aus beiden Tanks regelmäßig zu wechseln, um ein seitliches Ungleichgewicht und eine Kraftstoffmenge zu vermeiden. Darüber hinaus kann dieser Schaltplan für den Kraftstofftank, wenn er lange genug ignoriert wird, möglicherweise zu einem Kraftstoffmangel des Motors und einer Notlandung führen. Dies ist besonders problematisch bei einmotorigen Low-Wing-Leichtflugzeugen wie dem Piper PA-28 oder Cirrus SR-2X, insbesondere wenn der Pilot kürzlich in dieses Flugzeug gewechselt ist, nachdem er High-Wing-Flugzeuge geflogen hat, die Schwerkraft-Treibstoffsysteme verwenden und dies zulassen Der Motor muss aus beiden Tanks gleichzeitig gespeist werden. Größere einmotorige Flugzeuge wie die TBM verfügen über automatische Kraftstofftankschaltersysteme, um dieses Problem zu lösen. Große mehrmotorige Düsenflugzeuge verfügen über spezielle Kraftstoffmanagementsysteme, die diese Probleme lösen.

Kommentare

• Mögliche zusätzliche: Das Hinzufügen von Gewicht zu den Tragflächen erhöht ihre Trägheit. Reduzierung des Einflusses des turbulenten Luftstroms auf sie.In einfachen Worten, wenn die Luft / der Wind die ganze Zeit damit verbringt, die Flügel auf und ab zu bewegen und sie aus dem Flugzeug zu schnappen, werden die Flügel schwerer zu wedeln, wodurch die Anzahl der wiederholten Biegebeanspruchungen, denen die Montagepunkte ausgesetzt sind, verringert wird zu und Bereitstellung eines Flugzeugs, das stabiler fliegt
• Außerdem: Eine Erhöhung der Treibstoffkapazität im Rumpf würde den verfügbaren Laderaum verringern; Die Flügel können ‚ nicht praktisch dafür verwendet werden, aber sie können sehr praktisch für Kraftstoff verwendet werden, weil sie ‚ s ist nicht auf eine bestimmte Containerhöhe / -größe beschränkt. Es ist ‚ s flüssig, so dass sie die Zelle um und zwischen Strukturteilen des Flügels passen und viel davon nutzen können. Umgekehrt könnten relativ wenige Koffer praktisch entlang des Flügels angebracht werden, wahrscheinlich hauptsächlich in der Nähe der Wurzel, und der Versuch, um das erforderliche Volumen herum zu entwerfen, wäre eine technische Herausforderung, um die Flügel strukturell solide zu halten.
• @GalacticCowboy nicht Erwähnen Sie, versuchen Sie, das Gewicht auszugleichen, da Gepäckstücke gleicher Größe möglicherweise unterschiedlich schwer sind.
• Sie listen nur Vorteile auf. Gibt es auch Nachteile?
• Mehr zu diesem Thema hinzugefügt.

Ich sehe, was Sie sagen, aber es gibt etwas, das Sie in Ihrer Logik übersehen. Sie betrachten ein Flugzeug, das auf dem Boden sitzt, wo sich die Räder in der Nähe des Rumpfes befinden und die meisten Flügel ein Eigengewicht haben, das entsteht Belastung der Struktur.

Denken Sie an einen im Flug. Jetzt kommt der gesamte Auftrieb von den Flügeln. Stellen Sie sich das Flugzeug vor an ein paar Dutzend (Milliarden) Kabeln aufgehängt, die über die Flügeloberflächen verteilt sind. Jetzt hat der Rumpf Eigengewicht und die Belastung in der Struktur entsteht durch das Tragen des Rumpfes.

Wenn Sie also die Tragflächen gleichmäßig belasten, wird praktisch keine strukturelle Belastung für den Rumpf hinzugefügt Flügel. Was angehoben wird, befindet sich in der Quelle des Aufzugs . Aus Sicht der strukturellen Belastung ist es also eine Wäsche: Es spielt keine Rolle.

Wenn Sie mehr hinzufügen Panzer im Rumpf, das ist am Boden in Ordnung, aber es belastet die Tragflächen im Flug enorm und reduziert effektiv die praktische Ladekapazität.

Die Belastung der Flügel durch das Sitzen auf dem Boden ist für Designer viel weniger besorgniserregend als die Belastung im Flug.

Siehe auch „ Null Kraftstoffgewicht „.

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• Genau das, was ich dachte, aber Sie haben es viel besser gesagt!
• +1, für eine großartige Erklärung
• “ wobei sich die Räder unter dem Rumpf befinden und die Tragflächen ein Eigengewicht haben, das die Struktur belastet. “ Ein wichtiger Hinweis hier: Bei den meisten Flugzeugen mit Dreiradfahrwerk ist das Hauptfahrwerk tatsächlich an den Tragflächen montiert, nicht am Rumpf. Einige sehr große Flugzeuge haben einen zusätzlichen Innenbordsatz des Hauptgetriebes unter dem Rumpf, aber normalerweise haben sie noch ein Außenbord-Hauptgetriebe unter den Tragflächen.
• Zum Beispiel Boeing 757 , PA-28-140 , Airbus A320 , Boeing 747

zusätzliches Gewicht erhöht die strukturelle Belastung der Flügel. Unterschiedliche Gravitationskräfte und Flügelbiegungen zwischen vollen und leeren Tanks führen zu wiederholten Spannungen, die die Lebensdauer des Flugzeugs verkürzen.

Aufgrund der Auswirkungen des Auftriebs (und der nachlassenden Notwendigkeit, wenn das Flugzeug heller wird) ist das Gegenteil der Fall, siehe hier

höheres Risiko einer katastrophalen Beschädigung der Flügel bei Zündung des Kraftstoffs während des Fluges

Im Gegensatz zu höher Risiko einer katastrophalen Beschädigung der Kabine bei Kraftstoffzündung während des Flugs?

Wenn Sie eine nicht explosive Zündung mit dem Kraftstoff in den Tragflächen annehmen, können Sie Maßnahmen ergreifen, um den Kraftstoff abzulassen. Wenn Sie einen Brand im Hauptrumpf haben, haben Sie jedoch eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass das Feuer die Besatzung außer Gefecht setzt, bevor sie Schritte unternehmen kann. Oder Schäden an der Avionik, der Druckkabine usw.

Möglicherweise höhere Brandgefahr, wenn ein Blitz auf einen Flügel trifft?

Flügelspitzen sind eine der Stellen auf a Flugzeug, das anfälliger für Blitzeinschläge ist – und das Potenzial für Treibstoffbrände ist vorhanden, aber es werden Schritte unternommen, um dem entgegenzuwirken, und in den allermeisten Fällen verursacht der Blitz sehr wenig Schaden

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• Welche Schritte wurden unternommen?

Ganz einfach: In diesen Flügeln befindet sich viel leerer Raum, und es wird viel leerer Raum für Kraftstoff benötigt.

Die Schaffung von Platz für Treibstoff an anderer Stelle würde das gesamte Flugzeug größer und schwerer machen, was wenig Sinn macht.

Und es sind nicht nur die Flügel, viele Flugzeuge transportieren Treibstoff im vertikalen Stabilisator auch.

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• Mit anderen Worten: Warum befinden sich Kraftstofftanks in den Tragflächen? Weil die Passagiere nicht ‚ passt nicht hinein. 🙂
• @TannerSwett ‚ gibt ihnen keine Ideen …
• @ Pipe de.wikipedia.org/wiki/Junkers_G.38 ?
• @TannerSwett hmm, Ryanair möchte mit Ihnen über diese Idee sprechen.

Zusammen mit den anderen Antworten werde ich auf die meisten der jüngsten Fälle hinweisen, in denen ein Flugzeugkraftstofftank explodierte, der Mitteltank, der sich im Rumpf befindet, wurde beteiligt. Es gibt zwei Gründe:

] Erstens befindet sich ein Rumpfbehälter tiefer als die Motoren und erfordert Pumpen, um den Kraftstoff anzuheben. Ausfälle von elektrischen Pumpen haben Explosionen verursacht . Dies bedeutet auch, dass ein Pumpenausfall zu unbrauchbarem Kraftstoff führt, während Flügeltanks die Motoren auf natürliche Weise über die Schwerkraft versorgen können. weitens sind Rumpfbehälter näher an Wärmequellen. Dies war eine Ursache für den Unfall TWA Flug 800 , bei dem Wärme von nahe gelegenen Klimaanlagen zu einem brennbaren Dampf in den Kraftstofftanks führte. Im Gegensatz dazu werden Flügeltanks auf natürliche Weise durch Luftstrom gekühlt und sind weniger anfällig für die Bildung solcher explosiven Dämpfe.

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• Nicht sicher, ob Sie “ dass in allen Fällen … der Mitteltank beteiligt war “ (was anscheinend wahr ist ), aber wenn ja, könnten Sie es wahrscheinlich expliziter machen.
• @jcaron Umformuliert. Ich ‚ bin mir sicher, dass ein Flügeltank irgendwann in der Geschichte der Luftfahrt explodiert ist, aber sicherlich war der Mitteltank in letzter Zeit die Hauptursache für Unfälle.

• zusätzliches Gewicht erhöht die strukturelle Belastung der Flügel

Nur wenn das Flugzeug am Boden ist. Wenn es in der Luft ist, verringert es die Belastung der Flügel aufgrund ihres Auftriebs gleicht das Gewicht aus.

• Unterschiedliche Gravitationskräfte und Flügelbiegungen zwischen vollen und leeren Tanks führen zu wiederholten Spannungen, die die Lebensdauer des Flugzeugs verkürzen.

Mit einer Rate von einem Zyklus pro Flug. Und die Flügel durchlaufen bereits einmal pro Flug einen Belastungszyklus (nach unten gebogen, wenn das Flugzeug am Boden ist, und nach oben, wenn es in der Luft ist).

• höheres Risiko einer katastrophalen Beschädigung der Flügel im Falle einer Kraftstoffzündung während des Fluges

Die Kraftstofftanks, die im Flug Feuer fangen, sind überall katastrophal.

• höheres Brandrisiko Wenn ein Blitz einen Flügel trifft

Wann ist das zuletzt passiert? Wikipedia Liste der Flugzeugabstürze schlägt LANSA-Flug   vor 508 im Jahr 1971. Solche Vorfälle sind jetzt noch seltener, da Kraftstofftanks mit Inertisierungssystemen ausgestattet sind. Dies wurde ursprünglich nach dem Absturz von Pan Am-Flug   214 im Jahr 1963, aber es dauerte lange, bis es tatsächlich passierte.

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• Diese Antwort scheint zu implizieren, dass Inertisierungssysteme seit kurz nach 1963 verwendet werden oder dass Inertisierungssysteme zumindest für das Fehlen eines blitzinduzierten Feuers seit 1971 verantwortlich sind. Der von Ihnen angegebene Link besagt jedoch, dass Inertisierungssysteme 40 Jahre nach dem Absturz von Pan Am 214 nicht installiert. Hier ‚ ist ein Artikel, der den Stand der Technik im Jahr 2004 beschreibt: airspacemag.com/how-things-work/safer-fuel-tanks-5883916
• @DavidK Ja, das ist es Es sieht so aus, als hätte ich ‚ übertrieben, was tatsächlich passiert ist. Ich ‚ komme zurück und bearbeite, wenn ich Zeit habe, oder Sie ‚ können gerne selbst eine Bearbeitung vorschlagen, wenn Sie Zeit haben. Danke, dass Sie mich informiert haben.
• @DavidK Bearbeitet.
• @summerrain Haben Sie Beispiele für Flugzeuge, die nach einem Tankbrand erfolgreich notlanden? Es scheint, dass Ihre Argumentation völlig hypothetisch ist.
• @summerrain Ich habe bereits erklärt, warum es unter dem Cockpit keine ‚ Kraftstofftanks gibt. Ihre Frage lautet “ In einem alternativen Universum würde … “ und wir ‚ Sie befinden sich nicht in einem alternativen Universum, daher gibt es ‚ keinen Wert für die Beantwortung Ihrer Frage.Zum Beispiel behaupten Sie, dass das Aufstellen von Kraftstofftanks an verschiedenen Orten mehr Zeit für Notlandungen geben würde. Ich schlage Ihnen vor, dass Kraftstofftankbrände so katastrophal sind, dass keine Notlandung möglich sein wird. Eine gute Möglichkeit, gegen diese Behauptung zu argumentieren, wäre zu sagen: “ Aber es ist auf Flug XYZ passiert. “

Mehr Gewicht auf den Tragflächen ist eigentlich gut, da das Flugzeug dadurch ausgeglichener und widerstandsfähiger gegen unnötiges Ausweichen während Turbulenzen oder Turbulenzen wird Windströmung, wie eine Person, die auf einem engen Seil läuft und eine horizontale Stange (Stange) zum Auswuchten trägt. Überprüfen Sie den Kreiselradius in der Mechanik.

Es gibt keinen anderen Grund. Der Motor ist am Flügel befestigt und sie versuchen, einen Kraftstofftank für den Motor zu konstruieren. Auf dem Oberkörper ist kein Platz. Also machen sie ein Loch in die Flügel.

Kommentare

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Warum befinden sich Kraftstofftanks in Flügeln?

Weil es schwierig ist, die Passagiere oder deren Passagiere unterzubringen Gepäck in die Flügel.