Где находится в самолете топливный бак: Как проверяют топливные баки в самолете — FrequentFlyers.ru

Мягкий топливный бак для летательного аппарата

Подвесные топливные баки для самолётов

Введение

Часто, для обеспечения большой дальности полета, к самолету снаружи подвешивают дополнительные баки. Подвесные баки бывают сбрасываемые и не сбрасываемые. Сбрасываемые подвесные баки после расходования из них топлива сбрасываются так же, как и авиационные бомбы с замков бомбодержателей, на которые они подвешиваются.
Питание из подвесных баков осуществляется включением трубопроводов от этих баков в общую систему питания двигателя топливом через запорный или многоходовой кран.

Интересным фактом является то, что во вьетнамских джунглях после войны стали находить много сброшенных американскими самолётами топливных баков.

Крестьяне распиливают баки вдоль и получаются две лодки. Такая лодка не ржавеет, мало весит, а благодаря аэродинамической форме на ней очень легко грести.

Неплохо было бы иметь такую лодку, но при этом, не очень хочется, чтобы самолёты с подвесными баками над нами летали.

Аэродинамическое сопротивление (АС) подвесного топливного бака

В зависимости от режима полёта и формы бака, будут преобладать те или иные компоненты аэродинамического сопротивления. Например, для затуплённых тел вращения, движущихся с большой сверхзвуковой скоростью, сопротивление имеет волновой характер.
Для хорошо обтекаемых тел, движущихся с небольшой скоростью, преобладает сопротивление трения и потери на вихреобразование.

Разрежение, возникающее на задней торцевой поверхности обтекаемого тела, также приводит к возникновению результирующей силы, направленной противоположно скорости тела.

Аэродинамическое сопротивление Fa характеризуют безразмерным аэродинамическим коэффициентом сопротивления Cx:

где ρ — плотность невозмущённой среды, v — скорость движения тела относительно этой среды, S— характерная площадь тела, Cx— безразмерный коэффициент аэродинамического сопротивления, обычно определяют экспериментально, а для простых форм вращения и расчётом.

Компоновка подвесного топливного бака из тел вращения по критерию минимума площади S и коэффициента Cx

Воспользуемся данными по расчету коэффициента лобового сопротивления (Cx) простых тел и сравнением полученного результата с экспериментом приведенными в публикации [1]:

Для тел вращения, расположенных на концах бака с цилиндром между ними (для удержания основной массы топлива), объёмом площадью поверхности можно выбрать такие варианты компоновки:

конус (при H=R)

–объём площадь поверхности

конус (при H<>R)

–объём площадь поверхности

полусфера

–объём площадь поверхности

Зададимся объёмом бака в 3 м3: Vb=Vps+Vc+Vk, Vb=3, определим размеры для оптимальной компоновки из следующего листинга, когда условие для минимума Cx (2h=d или H=R) не выполняются:

# -*- coding: utf8 -*- import numpy as np from scipy.optimize import minimize import matplotlib.pyplot as plt def objective(x):# целевая функция — площадь поверхности бака x1=x[0]# искомый радиус R цилиндра и основания конуса x2=x[1]# искомая высота H конуса, когда условие H=R не выполняется x3=x[2]# искомая длина L цилиндра return 2*np. pi*x1**2+2*np.pi*x1*x3+np.pi*x1*((x1**2)+(x2**2))**0.5 def constraint(x): # ограничение на объём бака return (2/3)*np.pi*(x[0]**3)+np.pi*x[2]*(x[0]**2)+(1/3)*x[1]*np.pi*(x[0]**2)-3 x0=[1,1,1]# начальные значения для поиска локального минимума b=(0.0,1)# ограничение по не отрицательным значениям переменных bnds=(b,b,b) con={‘type’: ‘ineq’,’fun’:constraint} res = minimize(objective, x0,bounds=bnds,constraints=con) e=round(res[‘fun’],3) e1=round(res[‘x’][0],3) e2=round(res[‘x’][1],3) e3=round(res[‘x’][2],3) print («Расчётное значение площади подвесного бака :%s»%e) print («Расчётное значение радиуса подвесного бака :%s»%e1) print («Расчётное значение высоты конуса подвесного бака :%s»%e2) print («Расчётное значение длины цилиндра подвесного бака :%s»%e3)
Получим:
Расчётное значение площади подвесного бака :10.253 Расчётное значение радиуса подвесного бака :0.878 Расчётное значение высоты конуса подвесного бака :0.785 Расчётное значение длины цилиндра подвесного бака :0.393

При заданном объёме бака Vb=3, определим размеры для оптимальной компоновки из следующего листинга, когда условие для минимума Cx (2h=d или H=R) выполняются :

# -*- coding: utf8 -*- import numpy as np from scipy. optimize import minimize import matplotlib.pyplot as plt def objective(x):# целевая функция — площадь поверхности бака x1=x[0] # искомый радиус R цилиндра и основания конуса, высота которого H=R x2=x[1]# искомая длина L цилиндра return 2*np.pi*x1**2+2*np.pi*x1*x2+np.pi*x1*(2*(x1**2))**0.5 def constraint(x): # ограничение на объём бака return (2/3)*np.pi*(x[0]**3)+np.pi*x[1]*(x[0]**2)+(1/3)*x[0]*np.pi*(x[0]**2)-3 x0=[1,1]# начальные значения для поиска локального минимума b=(0.0,1)# ограничение по не отрицательным значениям переменных bnds=(b,b) con={‘type’: ‘ineq’,’fun’:constraint} res = minimize(objective, x0,bounds=bnds,constraints=con) e=round(res[‘fun’],3) e1=round(res[‘x’][0],3) e2=round(res[‘x’][1],3) print («Расчётное значение площади подвесного бака :%s»%e) print («Расчётное значение радиуса подвесного бака :%s»%e1) print («Расчётное значение высоты конуса подвесного бака :%s»%e1) print («Расчётное значение длины цилиндра подвесного бака :%s»%e2)
Получим:
Расчётное значение площади подвесного бака :10. 259 Расчётное значение радиуса подвесного бака :0.877 Расчётное значение высоты конуса подвесного бака :0.877 Расчётное значение длины цилиндра подвесного бака :0.363

Вывод:

В сравнении с вариантом, когда условие R=H не выполняется, общая площадь поверхности бака почти не изменилась. Этот вариант компоновки является оптимальным, что подтверждает и практика.

Численные значения приведены для примера, в каждом конкретном случае нужно учитывать особенности конструкции.

Измерение уровня топлива в подвесном топливном баке

Работа реактивного двигателя зависит от расхода подаваемого топлива, который корректируется по уровню в баке. Поэтому, измерение уровня топлива в баке является важным технологическим параметром.
В не сбрасываемом топливном баке измерение уровня топлива осуществляется датчиками, установленными в прямом канале, верхний открытый конец которого расположен над уровнем топлива, которое заполняет канал за счёт давления наддува Po.

Вертикальный канал и топливный бак являются сообщающими сосудами. Снижая уровень топлива в баке, уровень топлива уменьшается в канале. Когда уровень топлива в канале достигает датчика, происходит активация датчика. Сигнал поступает в систему управления топливом.

Таким образом, уровень топлива в канале определяет уровень топлива в баке. Проблема в том, что свободная поверхность топлива не совпадает в канале и резервуаре. Ошибка измерения уровня топлива приводит к неэффективному расходу топлива.

Уровень топлива в баке изменяется согласно соотношения:

где: Ho – начальный уровень топлива в баке; V– скорость подачи топлива; t – время.

Для дальнейшего анализа зависимости скорости подачи топлива от времени воспользуемся соотношением, полученным в публикации [2]:

где: y – координаты свободной поверхности топлива в измерительном канале; L– коэффициент трения жидкости о стенки цилиндрического измерительного канала; R – радиус цилиндрического измерительного канала; g – ускорение свободного падения.

Начальные условия к дифференциальному уравнению (1) имеют вид:

y(0)=Ho, dy/dt=0.

Для численного решения дифференциального уравнения (1) средствами Python, введём следующие обозначения:

Изменение средней скорости топлива в измерительном канале.

# -*- coding: utf8 -*- import numpy as np from scipy.integrate import odeint import matplotlib.pyplot as plt R=0.0195 H=8.2 g=9.8 L=4.83*10**-2 V=0.039 def f(y,t): y1,y2=y return [y2,-g+(g*(H-V*t)/y1)+((L/(4*R))*y2**2)] t = np.arange(0,200,0.01) y0=[H,0] [y1,y2]=odeint(f,y0,t,full_output=False).T plt.title(«Изменение средней скорости топлива \n в измерительном канале») plt.xlabel(«t,s») plt.ylabel(«U,m/s «) plt.plot(t,y2) plt.grid(True) plt.show()
Получим:

Уровни топлива в измерительном канале и в баке.

# -*- coding: utf8 -*- import numpy as np from scipy.integrate import odeint import matplotlib.pyplot as plt R=0.0195 H=8.2 g=9.8 L=4.83*10**-2 V=0.039 def f(y,t): y1,y2=y return [y2,-g+(g*(H-V*t)/y1)+((L/(4*R))*y2**2)] t = np.arange(0,10,0.01) y0=[H,0] [y1,y2]=odeint(f,y0,t,full_output=False). T plt.title(‘Изменение уровня топлива ‘) plt.ylabel(‘H,m’) plt.ylabel(‘t,s’) plt.plot(t,y1,»b»,linewidth=2,label=’Уровень топлива в измерительном канале’) y=H-V*t plt.plot(t,y,»—r»,linewidth=2,label=’Уровень топлива в баке’) plt.grid(True) plt.legend(loc=’best’) plt.show()
Получим:

Ошибка измерения уровня топлива.

# -*- coding: utf8 -*- import numpy as np from scipy.integrate import odeint import matplotlib.pyplot as plt R=0.0195 H=8.2 g=9.8 L=4.83*10**-2 V=0.039 def f(y,t): y1,y2=y return [y2,-g+(g*(H-V*t)/y1)+((L/(4*R))*y2**2)] t = np.arange(0,200,0.01) y0=[H,0] [y1,y2]=odeint(f,y0,t,full_output=False).T plt.title(‘Ошибка измерения уровня топлива ‘) plt.ylabel(‘d,m’) plt.xlabel(‘t,s’) d=y1-(H-V*t) plt.plot(t,d) plt.grid(True) plt.show()
Получим:

Вывод:

Приведенная математическая модель позволяет оценить погрешность измерения уровня топлива в баках самолётов.

Для ракеты нужно учитывать флуктуацию(колебания) жидкости в топливном баке ракеты. Такие флуктуации визуально показаны и в публикации [3].

Для учёта флуктуации топлива в баке, возможно рассмотрение и такой упрощённой модели:

Жидкость рассматривается как сосредоточенная убывающая масса с приведенным рассеиванием и жёсткостью. Но это тема уже другой статьи.

Выводы:

1. В статье на примере оптимизации формы подвесных топливных баков продемонстрированы возможности Python по численной оптимизации с несколькими ограничениями. 2. В статье на примере решения не классического дифференциального уравнения продемонстрированы возможности решения таких уравнений средствами Python. 3. Полученные решения могут использоваться и в учебных целях, не обременяя школу или Вуз покупкой Mathcad или других дорогостоящих пакетов.

Ссылки:

1. Расчет коэффициента лобового сопротивления (Cx) простых тел и сравнение полученного результата с экспериментом.
2. Измерение уровня жидкости в топливном баке ракеты.
3. Незаметные сложности ракетной техники: Часть 4. Ещё про двигатели и баки.

Устройство

Грузовой автомобиль ГАЗ-53 имеет два топливных бака: на раме под грузовой платформой и под кабиной, видны заправочные горловины.
Топливный бак, установленный на борту транспортного средства, состоит из герметичного корпуса с имеющейся на его поверхности заливной горловиной, снабжённой запорной крышкой. Также на корпусе топливного бака в случае необходимости располагается отверстие для введения датчиков контроля уровня топлива, или его давления. Топливные баки также могут иметь сливное отверстие, снабжаемое запорной пробкой или краником (например, на тепловозах).

Баки, используемые для обеспечения отопительных котлов, представляют собой герметичные пластиковые ёмкости сферической, кубической или прямоугольной формы, имеющие входное отверстие в верхней части, объёмом 500, 750, 800, 1000, 1100, 1500, 2000 литров (возможны и другие размеры, указанные являются наиболее востребованными).

Бак соединяется с отопительным котлом медной трубой при помощи специального фиксирующего пакета, состоящего из прибора для измерения уровня топлива в баке, шланга с топливозаборником, аэратора и деталей крепежа. В систему обеспечения топливом одного котла может входить несколько топливных баков разной ёмкости, которые соединяются между собой посредством дополнительных фиксирующих пакетов.

В авиации

Схема расположения топливных баков современного пассажирского лайнера
В качестве горючего в турбореактивных и турбовинтовых двигателях самолётов и вертолётов обычно применяют авиакеросин с различными присадками. В легкомоторной авиации с поршневыми двигателями используется высокооктановый бензин.

В современных летательных аппаратах широко применяются кессон-баки, представляющие собой герметичные полости в крыле, киле или стабилизаторе и мягкие резиновые баки. Иногда применяются довольно сложные конструкции под названием — бак-отсек

, выполняющие роль силовых элементов, отсеков для оборудования и одновременно являющиеся ёмкостями для топлива.

На манёвренных самолётах, например, истребителях крыльевые кессон-баки часто заполняются губчатой массой (типа поролона), для предотвращения переливания топлива при эволюциях самолёта. Также губчатый наполнитель предотвращает взрыв паров топлива при повреждениях и прострелах.

Топливная система большого воздушного судна обычно состоит из групп баков, со встроенными погружными топливными насосами. Все баки соединяются между собой системой трубопроводов с электрическими кранами, обеспечивающими тот или иной порядок расхода топлива. Так как для самолёта критически важен уровень центровки, то топливо вырабатывается по заданной программе, поддерживая полётную центровку самолёта в заданных пределах. Обычно топливо подаётся к двигателям в течение всего полёта из расходных баков

, а топливо из остальных баков перекачивается в расходные баки, в соответствии с программой расхода топлива. Кроме этого, манёвренные самолёты в топливной системе имеют специальный бак (или полость в баке), предназначенный для питания двигателей при отрицательной продольной перегрузке (при выполнении фигур пилотажа). Также все топливные баки самолёта имеют систему дренажа и наддува.

Заправка топливом может выполнятся вручную с помощью раздаточного пистолета через верхние заливные горловины баков, или через горловину централизованной заправки под давлением. В первом случае топливо заливается в строгой очерёдности, чтобы не нарушалась центровка самолёта и самолёт просто не упал на хвост. При централизованной заправке топливо подаётся под давлением от аэродромного топливозаправщика

(ТЗ) или от стационарной
централизованной системы заправки
(ЦЗТ) под давлением через заливную горловину и автоматически (по программе) распределяется по бакам. Для этой цели на борту ВС устанавливаются различные электронные системы заправки, измерения, расхода и центровки.

Пистолетная заправка в настоящее время осталась только на небольших самолётах и вертолётах. В основном применяется централизованная система заправки.

Дополнительный топливный бак в грузовой кабине вертолёта Ми-14

Пистолетная заправка топливом вертолёта Ми-17 американским техником в Афганистане. Два топливных бака этого вертолёта расположены снаружи фюзеляжа по бортам

Часть аппаратов военного назначения имеют возможности дозаправки топливом в полёте, с целью которой устанавливаются топливоприёмники различной конструкции. Топливо при воздушной дозаправке распределяется по бакам также, как и при наземной заправке.

Все баки в самолёте имеют сливные горловины. После каждой заправки топливом в обязательном порядке из каждого бака выполняется так называемый слив отстоя

— некоторого количества топлива из нижней части бака, для проверки на наличие воды и механических примесей (которых, естественно, быть не должно).

Для аварийного слива топлива из баков в полёте предусматриваются различные системы. Топливо сливается для облегчения самолёта перед вынужденной (аварийной) посадкой, если она становится необходимой вскоре после взлёта, поскольку максимальный допустимый посадочный вес (в соответствии с требованиями к прочности конструкции планера) обычно несколько меньше взлётного веса самолёта.

Для повышения дальности полёта на военных самолётах иногда применяются подвесные (сбрасываемые в полёте после выработки из них топлива) топливные баки обтекаемой формы, расположенные на внешней подвеске. Иногда при перегонке машины применяются дополнительные баки, установленные в грузоотсеке вместо штатного ракетно-бомбового вооружения самолёта.

Безопасность

В военной авиации со Второй мировой войны применяются протектирование бензобаков.

Военные самолёты (иногда и пассажирские) имеют систему заполнения баков нейтральным газом

— газообразным азотом или углекислотой, по мере выработки топлива, что предотвращает взрывы и пожары на борту при механических повреждениях (или при попадании в топливные баки снарядов). В поршневой авиации времён Второй мировой войны для этой цели использовали охлаждённые выхлопные газы, забираемые из выхлопного коллектора мотора.

Энергия для самолетов: семь фактов об авиационном топливе, о которых вы могли не знать — Переработка

Москва, 28 фев — ИА Neftegaz. RU.Где в самолете хранится авиационное топливо? Правда ли, что заправка воздушных судов не сложнее, чем заправка автомобиля? Может ли в самолете оказаться некачественный керосин? На эти и другие вопросы «Энергии+» в День гражданской авиации ответил Дмитрий Сахно — главный специалист по надежности оборудования для заправки самолетов компании Газпром нефть.

Где в самолете хранится топливо

Авиационный керосин хранится в топливных баках, расположенных в крыле и центральной части воздушного судна. Размещение в крыле улучшает аэродинамические свойства самолета и упрощает управление им.

При взлете против движения судна дует сильный встречный ветер, и крыло начинает изгибаться в местах крепления к корпусу — самолет «машет крыльями», как птица, что затрудняет управление судном. Топливо в крыле препятствует изгибу и позволяет достичь нужной жесткости благодаря силе тяжести, прямопропоциональной массе топлива. Когда самолет в небе, тот же эффект помогает центрировать судно, которое одновременно пытаются вывести из равновесия четыре силы: давление воздуха сверху, встречный ветер, воздушные потоки снизу и с боков.

При заходе на посадку, напротив, лучше, если масса самолета, включая топливо, будет меньше. Чем меньше масса, тем ниже нагрузка на корпус и деформация шасси при приземлении. Поэтому к концу рейса остается только аварийный запас топлива.

Заправка самолета «в крыло»

В самолетах определенных типов есть дополнительный топливный бак, как правило, размещенный в хвосте. Это позволяет увеличить дальность полета и так же влияет на центровку судна, как топливо в крыле (за счет силы тяжести), но в намного меньшей степени. Поэтому в последнюю очередь расходуется топливо из баков в крыле.

Сколько керосина помещается в топливные баки

Среднемагистральный самолет может вместить до 15 т топлива. Такое количество позволяет пролететь около 7000 км, то есть добраться, например, из Москвы в Новосибирск. Более крупные дальнемагистральные самолеты, которые пролетают свыше 7000 км, могут вместить и израсходовать за полет более 100 т авиационного керосина.

Как заправляют самолеты

Специальных АЗС для пассажирских самолетов в воздухе нет. Заправить судно можно только на земле. В крупных гражданских аэропортах строят централизованные заправочные системы (ЦНЗ) для перекачивания подготовленного топлива по трубам: со склада до гидранта. Гидранты устанавливают на перроне в зонах стоянки судов. Специальная машина подъезжает на стоянку, подключается к гидранту и самолету и заправляет его.

Большинство аэропортов в нашей стране крупными не назовешь: ЦНЗ в них нет, но на помощь приходят аэродромные топливозаправщики — грузовые машины с оборудованием для заправки и цистернами объемом 5–60 м³. Топливо в эти цистерны закачивают в пунктах налива, расположенных на складах.

Топливозаправщик — специальная машина с оборудованием для заправки самолетов

Как топливо «путешествует» по самолету

Большинство гражданских самолетов заправляют через специальный штуцер, установленный в крыле (к нему проще всего подвести заправщик).

Затем топливо распределяется по бакам через специальную систему. Внутри самолета есть насосы, с помощью которых можно перекачивать и распределять авиакеросин из одного бака в другой. Насосы увеличивают давление, чтобы в емкости с керосином не образовались воздушные подушки, обеспечивая стабильную подачу топлива в камеру сгорания.

В большинстве самолетов перед попаданием в двигатель авиационный керосин из баков перекачивается в расходный бак, расположенный в центре судна.

От чего зависит количество топлива в самолете

Объем закачиваемого в судно топлива рассчитывается перед каждой заправкой: для этого учитывают остаток топлива в самолете, предстоящий маршрут, примерную общую массу пассажиров и груза. На современных летательных аппаратах есть бортовые компьютеры, которые управляют в том числе заправкой. На них можно выставить нужное количество топлива, и баки автоматически закроются после заполнения.

Почему в самолете не может оказаться некачественного топлива

Перед заправкой самолета авиационный керосин проходит несколько ступеней проверки. Когда его привозят с нефтеперерабатывающего завода на склады топливной компании, осуществляется входной контроль качества. Затем проводят детальный лабораторный анализ, и только после этого топливу выдают паспорт.

Перед заправкой в самолет авиационный керосин проходит несколько этапов контроля: в баки судна попадает только качественное топливо

Последняя проверка ждет перед заправкой в крыло — это аэродромный контроль. Его проводят командир воздушного судна (или кто-то из пилотов) и оператор топливозаправщика. С нижней точки цистерны в подготовленную чистую посуду отбирается проба. Ее смотрят на просвет, чтобы определить, что в топливе нет механических примесей, воды и кристаллов льда. Когда экипаж убедился в качестве топлива и дано разрешение на заправку, оператор приступает к ней.

Почему самолет не может загореться во время заправки

При заправке воздушного судна оператор топливозаправщика заземляет машину в специальной точке заземления на стоянке самолета. Затем присоединяет трос выравнивания потенциалов для снятия статического напряжения, накопленного в полете, чтобы оно ушло в землю. Только после принятия всех мер безопасности оператор приступает к заправке.

Автор: Д. Хомякова

Авиалайнер

— Почему топливные баки в крыльях заполняются первыми, а почему они используются последними?

спросил 5 лет, 8 месяцев назад

Изменено 4 года, 8 месяцев назад

Просмотрено 29 тысяч раз

$\begingroup$

Почему при заправке авиалайнеров топливо сначала заливается в баки в крыльях, а затем в центральные баки? И почему они сначала используют топливо из центральных баков, а потом из баков в крыльях?

Проведя исследование, я обнаружил, что цель состоит в том, чтобы не придавать слишком большого значения структуре крыльев, но я не понимаю, как именно это работает. Как подача топлива в крылья в первую очередь и оставление его в крыльях в последнюю очередь помогает защитить конструкцию крыльев?

• авиалайнер
• топливные баки
• заправочные
• топливные системы

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Для облегчения изгиба крыла (для свободнонесущих крыльев). Когда созданная подъемная сила сгибает крылья вверх, вес топлива будет противодействовать этому.

По мере того, как самолет теряет вес в полете из-за сжигания топлива, уменьшается и потребность в уменьшении изгиба крыла (меньше вес → меньше подъемная сила), поэтому крыльевые баки используются в последнюю очередь.

Для сравнения: Boeing 777-200ER может вмещать 29 тонн топлива в каждом крыле, каждое крыло имеет длину ~27 метров и является самонесущим.

---

Пример:

Допустим, в нашем авиалайнере каждый бак в крыле вмещает 100 единиц (всего 200 на оба бака), а центральный бак вмещает 200 единиц, и у вас есть полет, на который требуется 200 единиц топлива.

• Правильный сценарий: при заполнении только крыльевых баков вес топлива в крыльях будет противодействовать изгибу подъемной силы.

• Неправильный сценарий: При заполнении только центрального бака крылья будут сильно изгибаться (возможно, даже сверх расчетного предела). Это нехорошо, и даже если это находится в проектных пределах, повторяющиеся [устранимые] напряжения сократят срок службы самолета.

Пример порядка использования (расписание):

Наш полет требует 300 единиц, исходя из вышеизложенного, мы заполним крыльевые баки, и заполним половину центрального бака.

• Правильный порядок: сначала опустошив центр, мы увеличили продолжительность рельефа изгиба крыла.

• Неправильный порядок: Опустошая сначала крылья, мы теряем рельеф изгиба крыла, а самолет все еще тяжелый.

---

Связанный: Как хранится и направляется топливо на трехдвигательном самолете с одним двигателем в хвостовой части?

$\endgroup$

7

$\begingroup$

Когда вся полезная нагрузка самолета сосредоточена в фюзеляже, создается большая изгибающая нагрузка на крылья, чтобы выдержать этот вес. Хранение топлива в крыльях позволяет разместить часть этого веса в том же месте, где оно поддерживается, в крыльях. Распределение веса на крылья снижает нагрузки в местах соединения крыльев с фюзеляжем.

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Небольшое замечание: хранение меньшего количества легковоспламеняющегося топлива в организме повышает безопасность.

Использование в первую очередь того, что находится в теле, помогает держать его подальше от экипажа и пассажиров.

При крушении желательно, чтобы топливо не воспламенялось, но из двух мест оно лучше сгорит у крыльев, чем внутри основного фюзеляжа.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Вероятно, основная причина, по которой топливо сначала заливается в основные крыльевые баки, заключается в том, что на некоторых авиалайнерах (если не на большинстве) двигатели питаются непосредственно от крыльевых баков. Некоторым авиалайнерам приходится перекачивать топливо из центральных баков в крыльевые баки, прежде чем двигатели смогут использовать топливо. Так, например, если для полета требуется 10 000 фунтов топлива, а каждое крыло может вместить 5 000 фунтов, а центральный бак вмещает еще 5 000 фунтов, то вам не следует начинать с нижнего бака, потому что вы в конечном итоге с 5000 фунтов в животе и 2500 фунтов в каждом крыле. Затем летному экипажу предстоит перекачать в полете 5000 фунтов топлива из подбрюшного бака в крылья. Представьте, если бы для полета требовалось всего 5000 фунтов, и вы стартовали бы в центральном баке. Вы бы закончили с полной загрузкой топлива в центральном баке. Когда летный экипаж прибывает, чтобы забрать самолет, перед взлетом им нужно будет перекачать топливо в крыльевые баки.

Если вы заправляете самолет, не имеет значения, заправляете ли вы сначала днище или крылья. Однако еще одно соображение, которое не является частью вашего вопроса, — это вес и балансировка на земле, когда самолет пуст. Некоторые самолеты, такие как более старый DC8, имеют 8 или 10 топливных баков в разных местах, некоторые из них находятся впереди ЦТ, а некоторые — позади ЦТ. Однако топливные баки в корнях крыльев обычно немного выдвинуты вперед относительно центра тяжести, что помогает предотвратить запрокидывание хвостового оперения.

$\endgroup$

$\begingroup$

Самое простое объяснение состоит в том, что крылья спроектированы как несущая конструкция в воздухе и на земле. Итак, вы хотите, чтобы наибольший вес был на/на крыльях.

Другими словами, вы хотите сохранить весовую нагрузку на конструкцию крыла, а не на фюзеляж, потому что крылья рассчитаны на то, чтобы нести вес.

Крыльевые баки загружаются первыми, потому что:

1. Это удерживает наибольший вес на крыльях.
2. Они будут всегда загружены. Центральные баки могут вообще не заправляться на более коротких рейсах.

Затем топливо расходуется сначала из центральных баков, чтобы во время полета основная нагрузка приходилась на крылья.

$\endgroup$

$\begingroup$

Вес топлива будет противодействовать изгибу крыльев вверх, так как только крылья должны нести нагрузку кабины и всех ее пассажиров/груза. Использование топлива из крыльев в последнюю очередь уменьшит нагрузку на крылья и соединения между крылом и кабиной.

$\endgroup$

Перемещается ли топливо во время полета на пассажирском или грузовом самолете? Если да, то почему?

спросил 5 лет, 8 месяцев назад

Изменено 5 лет, 8 месяцев назад

Просмотрено 12 тысяч раз

$\begingroup$

Топливо перемещается во время полета на пассажирском или грузовом самолете? Если да, то почему? Является ли баланс проблемой?

• топливо
• топливные баки
• топливные системы

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Может быть

Это зависит от корпуса самолета и варьируется от самолета к самолету, и не все самолеты имеют возможность перемещать топливо, хотя большинство больших самолетов это делают. Concorde перемещал топливо из своих 13 баков повсюду, чтобы охлаждать носовой обтекатель, а также балансировать самолет. Возможно, это была одна из самых сложных реализаций такой системы, и бортинженер был очень занят.

(источник)

Вот схема того, как он использовался для управления дифферентом.

(источник)

Чтобы все это было возможно, самолет должен быть оснащен возможностью поперечной подачи. На более крупных самолетах это довольно распространено, в случае утечки с одной стороны клапан поперечной подачи обычно остается закрытым, но, поскольку двигатели могут иметь небольшие отклонения в расходе топлива, пилотам может потребоваться время от времени поперечная подача, чтобы сбалансировать самолет. Хороший обзор топливных систем 737 здесь.

(источник)

В небольших, часто одномоторных самолетах управление подачей топлива обычно остается на усмотрение пилота. Часто есть несколько баков, которые можно выбирать индивидуально и которые необходимо время от времени менять в полете (обычно 30 минут). Так как некоторым самолетам запрещено заправляться из «обоих» баков, это переключение во многом связано с тем, чтобы бак не работал всухую в полете.

Эта статья достаточно хорошо описывает вес и баланс. Часто количество топлива важнее, чем местоположение. Большинство современных авиалайнеров хранят топливо достаточно близко к ЦТ (в крыльях или в днище, если уж на то пошло). Уникальная конструкция треугольного крыла Concorde привела к совершенно иному варианту использования, чем обычный реактивный самолет.

Некоторые проблемы с балансом решены внутри бака с помощью перегородок, которые не дают топливу слишком сильно разбрызгиваться, но позволяют ему свободно течь вокруг довольно большого бака, когда это необходимо.

Здесь вы можете найти полный текст книги FAA по топливным системам.

Вот отличное видео о том, как на самом деле перекрестно подавать топливо.

$\endgroup$

$\begingroup$

В самолетах 747-100/200 взлет осуществлялся в режиме бак-двигатель (т. е. каждый двигатель питался от своего основного бака). После взлета график сжигания топлива предусматривал использование топлива в центральном баке после взлета до его полного израсходования. Это было сделано путем включения насосов сброса / блокировки в центральных баках, которые перекачивали топливо из центрального бака в общий трубопровод топливной системы, используемый для дозаправки и сброса под более высоким давлением, чем насосы от бака к двигателю.

Центральный бак был тем баком, который обычно использовался для доведения ЦТ хвостового тяжелого грузового корабля до допустимых пределов, поэтому была проверена нулевая масса топлива ЦТ Боинг-747 и почему топливо, используемое для балансировки zfw, считалось балластом и недоступно для сжигания.

Разрешены перегонные полеты с тремя двигателями, а также продолжение полетов после отказа одного двигателя. В этих случаях бортинженер периодически перекачивал топливо из бака отказавшего двигателя на другой борт.

Авария TWA 800 в конце 1990-х усложнила расход топлива в центральном баке, но это уже другая тема.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Да, топливо перемещается, и балансировка действительно проблема. У A330 есть триммерные баки в горизонтальном стабилизаторе, как и у A380. Там можно хранить топливо для балансировки самолета — без дифферентных баков стабилизатор был бы настроен на создание подъемной силы для балансировки самолета, а это вызывает дополнительное сопротивление.

В A380 перекачка топлива происходит автоматически, если, конечно, не произойдет неисправность, и в этом случае летный экипаж инициирует перекачку топлива. Из FCOM A380:

Топливная система хранит топливо, контролирует количество и температуру топлива в каждом баке и контролирует перекачку топлива на:

• Подача топлива к двигателям и к вспомогательной силовой установке (ВСУ)
• Поддержание центра тяжести (ЦТ) в пределах
• Уменьшить нагрузку на конструкцию
• Контроль заправки и слива топлива
• При необходимости включить сброс топлива.

Есть 11 баков для хранения топлива. Питающие баки:

• Содержат ячейку коллектора весом около 1300 кг, которая поддерживается полной, чтобы иметь возможность поддерживать подачу топлива в двигатель при отрицательных значениях g.
• Расположены таким образом, что разрыв ротора не повлияет на них.

Перекачка топлива происходит сначала из внутренних баков, затем из средних, затем из дифферента, и в последнюю очередь из наружного крыла, чтобы избежать изгиба крыла.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

В дополнение к комментарию Эндрю Мортона по поводу перехода с баков на двигатель. Иногда также возможно переместить его за пределы самолета, например, Слив топлива .

Используется для уменьшения веса дрона, чтобы он мог приземляться без лишнего веса. А также для маневра «Сброс и сжигание» (сброс и поджигание на форсаже) для создания большого пламени для визуального эффекта во время авиашоу.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Да, топливо перемещается во время полета в самолете.

По мере того как самолет летит и сжигает топливо, уровень топлива в баках будет снижаться.

Если рассматривать высоту топлива в баке как значение по оси Y, то постепенно по ходу полета это значение Y будет уменьшаться. Так да. Топливо перемещается во время полета.

Если топливный бак расположен симметрично вокруг самолета по оси X, то балансировка не будет проблемой, так как его значение изменяется только по оси Y

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Спросите, сколько сейчас времени, и вам расскажут, как сделать часы.