Repülőgép üzemanyagtartály rendszer
Korábbi cikkünkben megtudhattuk a repülőgép üzemanyagrendszerét és azt, hogy milyen szerepet tölt be az an Repülőgép üzemanyag-szivattyú játszik benne. Ebben a cikkben egy újabb lépést teszünk előre ezen az úton, és többet megtudunk a repülőgép üzemanyag-rendszerének egy másik összetevőjéről, amely a repülőgép üzemanyagtartálya.
Mi az a repülőgép üzemanyagtartály?
Egy repülőgép üzemanyagrendszer, mint izzóval kifejezve, megengedi a személyzet a repülőgép-üzemanyag szivattyúzását, kezelését és szállítását a repülőgép meghajtórendszeréhez és APU-hoz végzi, a repülőgép üzemanyagát pedig az Aircraft Fuel Tank-ban tartják, amely a repülőgép-üzemanyag-rendszerek döntő eleme. A tartályok integrált típusú zárt szerkezetek, amelyek a légkörbe vannak szellőztetve; minden körülmények között legalább egy nyitott légtelenítő szelep van (minden tartályhoz). A légtelenítő rendszer célja, hogy a tartály nyomását biztonságos tartományon belül tartsa. Tartók, bordák és hevederek teszik ki a tartály szerkezetének nagy részét.
Az üzemanyagtartályok általában a repülőgép szárnydobozában találhatók. Minden motorhoz legalább egy tartály tartozik. Egy kétmotoros repülőgépnek például a törzs mindkét oldalán van egy-egy főtartály, és ha a gép mérete és hatótávolsága több üzemanyagot tesz szükségessé, a középső szárnydobozt úgy építik fel, hogy elférjen benne. 4 hajtóműves gépen a törzs mindkét oldalán két-két nagyobb tank található, a központi tartály pedig pótkapacitást biztosít. Tartalék- és kiegyenlítő tartályok, valamint karosszéria-tartályok beépíthetők az üzemanyagrendszerbe.
Az egyes üzemanyagtartályok kialakításának lehetővé kell tennie, hogy mindenféle hiba nélkül elviselje a rezgést, a tehetetlenséget és a különféle ütési terheléseket, amelyeket működés közben tapasztalhat. Bármely tartály teljes kimeríthető térfogatának elegendőnek kell lennie ahhoz, hogy legalább 30 percnyi folyamatos működést biztosítson maximális teljesítmény mellett. Ezenkívül minden üzemanyag-mennyiség-mutatóban figyelembe kell venni a haszontalan üzemanyag-ellátást.
Repülőgép üzemanyagtartály nívópálca
Kalibrált átlátszó műanyag cső alakú nívópálca a repülőgép üzemanyagszintjének gyors és pontos mérésére. Egyszerűen bemeríthető a repülőgép üzemanyagtartályába úgy, hogy a hüvelykujját a nívópálca végére helyezi, és kiemeli. A cső oldalán található kalibrált skála az üzemanyagszint meghatározására szolgál. Az „univerzális” üzemanyag-nívópálcához egy üres kalibrációs táblázat is tartozik.
Hogyan működik egy repülőgép üzemanyagtartály?
Repülőgép üzemanyagtartály terhelési teszt
Különféle tankvizsgálati szabványok állnak rendelkezésre annak biztosítására, hogy a repülőgép üzemanyagtartálya képes legyen elviselni a teljes repülési művelet során fellépő feszültségeket és erőket. Az egyik legfontosabb cél annak biztosítása, hogy a tartályok elég erősek legyenek ahhoz, hogy működőképesek maradjanak, és ne torzuljanak el a változó terhelés mellett. Szintén szempont, hogy szivárgás nélkül ellenálljon a rezgéseknek. A tankok a lehető legszélsőségesebb körülmények között haladnak. A tüzelőanyag-tartályt tartó szerkezetet olyan kritikus terhelésekre kell tervezni, amelyek tüzelőanyag-nyomással terhelt repülés vagy leszállás során jelentkezhetnek.
Az üzemanyag-ellátó rendszert aprólékosan úgy fejlesztették ki, hogy maximalizálja a rendszer védelmét mind a kerekek felfelé történő leszálláskor, mind a baleseti körülmények között. A benzinszivárgás és a gyulladás kockázatának csökkentése érdekében felfelé történő leszállás esetén az üzemanyag-rendszer alkatrészeit a repülőgép szerkezete által árnyékolt helyeken kell elhelyezni, a „letörlési” zónán kívül. A törzs burkolata és a vaskos szerkezeti elemek elnyelik a leszállási sokk energiáját, és megóvják a talajon való karcolástól.
A leszálló futómű, a kiszakító rugóstag-csatlakozások és a letörő csappantyúk mind arra valók, hogy megakadályozzák az üzemanyagtartályok elrepedését. A törzs körvonalán belül minden tartályt úgy terveztek, hogy ellenálljon bizonyos kényszerleszállási terheléseknek.
Repülőgép üzemanyagtartály tervezése | Repülőgép üzemanyagtartály építése
Az üzemanyag-gazdálkodás terén a tervezési cél a tűz- és robbanásveszély csökkentése. A tűz vagy robbanás három elemet igényel: éghető anyag, oxigén és gyújtóforrás. A tűzveszély nullára csökken, ha ezen elemek bármelyikét eltávolítják, és a gyújtóforrások a tervező ellenőrzése alatt állnak.
Ennek eredményeként sok gondot fordítottak a potenciális gyújtóforrások eltávolítására, és olyan helyzetekben, amikor a gyújtóforrásokat nem lehet elkerülni, erőfeszítéseket tettek a nem szándékos gyúlékony folyadékszivárgások csökkentése és a szellőzés biztosítása érdekében a gőz felhalmozódásának megakadályozása érdekében. Ezenkívül a szerkezeti terveket ütközésekre alkalmassá tették, hogy ütközés esetén csökkentsék a tűzveszélyt. A gyújtásforrás ellenőrzése, a gyúlékony folyadékok ellenőrzése és az ütközésveszélyesség a 3 fő módszer az üzemanyagrendszer biztonságosabbá tételére. A következő részek azt mutatják be, hogyan alkalmazzák a különféle módszereket az üzemanyag-rendszerek telepítésében.
Szellőztetés és vízelvezetés az üzemanyagtartály közelében, a szárnyban és annak egy részében biztosított. Ez megakadályozza a veszélyes gőzök és folyékony üzemanyagok felhalmozódását. Az éghető anyagok potenciálisan veszélyes területekre való kidobásának elkerülése érdekében a szellőző- és lefolyónyílásokat stratégiailag kell elhelyezni. Repülési teszteket végeznek annak biztosítására, hogy a szellőző tartományok megfelelőek-e, és hogy nem történt-e nyomásnövekedés. A tüzelőanyag-tartályok és a lakott terek elkülönítésére mindig füst- és üzemanyag-záró korlátokat használnak. A repülőgép tüzelőanyag-tartálya megsérülhet egy nem zárt motorhiba miatt, ami üzemanyag-szivárgáshoz vezethet.
Repülőgép üzemanyagtartály szivárgás észlelése
Tartály telepítések
A repülőgép üzemanyagtartályának telepítésére számos követelmény vonatkozik. Nem ajánlott a tartályt tűzfal motoroldalára szerelni, míg az üzemanyagtartály és a tűzfal között legalább 12 hüvelyk távolság pozitív. Egy füst- és egy légtelenített üzemanyag-biztos burkolatnak kell elválasztania a repülőgép belső rekeszeit a repülőgép üzemanyagtartályaitól. A tartályt nem érheti túlnyomásos terhelés. A száraz rekeszek lezárják az üzemanyagot a motor tetején lévő zónában, ahol a forró felületekre kiömlött tüzet okozhat.
Üzemanyag elzárás
Az üzemanyag-elzáró képesség minden motornál és segéderőegységnél, valamint a szárnytagnál biztosított. Egy szelep megakadályozza, hogy az üzemanyag hatalmas mennyiségben kiszabaduljon egy sérült vezetéken keresztül a motor teljes leválasztásakor, amikor az zárva van. Két működési mód létezik: tűzfogantyú és áramleállító. A szelephez vezető kábelek duplikáltak és le vannak szigetelve. A szelep úgy van beállítva, hogy a motor leállítása után zárjon, törés esetén pedig a repülőgép üzemanyagtartályán marad.
Üzemanyagot szállító alkatrészek
Tüzelőanyagot szállító alkatrészek és vezetékek néha a tűzzónákban vagy azok közelében találhatók, ami az üzemanyag-szivárgás kockázatát jelenti. Ezeket az alkatrészeket és vezetékeket tűzállóvá teszik a tűzzónákon belül. Csökkenti az üzemanyag-vezetékből és az alkatrészekből való szivárgás esélyét, ha a forrást 2-es zárja bend lezárt sorompó.
A burkolatot leeresztik a fedélzeten, a lefolyó kivezető nyílást pedig biztonságos és jól látható helyen helyezik el, lehetővé téve a szivárgások észlelését és kijavítását, mielőtt azok veszélyessé válnának. A nyomás alatt álló területeken áthaladó üzemanyagvezetékek egy leereszthető és szellőző burkolatba vannak zárva. A légtelenítő vezeték egy biztonságosan elhelyezett lefolyóoszlophoz csatlakozik.
Repülőgép üzemanyagtartály olajteknő
Az üzemanyagtartály megfelelő felépítése és felszerelése az első lépés a szennyeződések távoltartásában a motor(ok)ba betáplált üzemanyagban. Az olajteknőnek a tartálykapacitás effektív 0.25%-a és 1/16 gallon közötti nagyobb értékét normál földi és repülési helyzetben le kell engedni. Ez magában foglalja a veszélyes mennyiségű víz elvezetését a tartályok területéről az olajteknőbe, valamint hozzáférést kell biztosítani az ülepítő edényhez vagy kamrához a dugattyús motor üzemanyagrendszerében, amelynek kapacitása 1 uncia 20 gallon üzemanyagra vonatkoztatva.
Repülőgép üzemanyagtartály-betöltő sapkák
Az üzemanyagtartály minden feltöltési csatlakozását meg kell jelölni. A kizárólag üzemanyaggal hajtott repülőgépeken a betöltőnyílások átmérője nem haladhatja meg a 2.36 hüvelyket. A turbinás üzemanyaggal működő repülőgépeken a betöltőnyílások átmérője nem lehet kisebb, mint 2.95 hüvelyk. A kiömlött üzemanyag nem kerülhet be az üzemanyagtartályba vagy a repülőgép bármely más részébe, kivéve magát a tartályt.
Az elsődleges betöltőnyílásnál minden töltőnyílás kupakjának üzemanyagtömör tömítést kell biztosítania. A tüzelőanyag-tartály kupakján azonban kis nyílások is lehetnek, amelyek lehetővé teszik a szellőzést vagy az üzemanyagszint-mérő fedélen való áthaladását. A repülőgépet elektromosan kell csatlakoztatni a földi üzemanyagtöltő berendezéshez az összes töltőállomáson (kivéve a nyomás alatti üzemanyag-ellátás csatlakozási pontjait).
Repülőgép üzemanyagtartály kimenet
Az üzemanyagtartály kimenetéhez vagy a nyomásfokozó szivattyúhoz tüzelőanyag-szűrő szükséges, 8-16 mesh/inch-rel a dugattyús hajtóműves repülőgépeken, és ennek az ellenőrző személyzet számára határozottan elérhető helyen kell lennie tisztítás és ellenőrzés céljából. A kimeneti vezeték átmérőjének ötszörösének szabad helynek és az üzemanyagtartály kimenetének átmérőjének megfelelő szűrő átmérőjének kell lennie. A turbinás hajtóműves repülőgépek üzemanyagszűrőinek meg kell tiltaniuk minden olyan tárgy áthaladását, amely akadályozhatja az üzemanyag áramlását vagy károsíthatja az üzemanyagrendszer alkatrészeit.
A repülőgép üzemanyagtartályának elhelyezkedése – mi befolyásolja?
A repülőgépek hatalmas mennyiségű üzemanyagot szállítanak, hogy elérjék a szükséges célokat, különösen azokat, amelyek messze vannak az indulási helytől. Figyelemre méltó, hogy az üzemanyag tömege esetenként körülbelül 1/3 körül lehetrd a repülőgép össztömegéből! De gondoltál már arra, hogy hol tárolják? Igen, pontosan igazad van. Az üzemanyagot a legtöbb kis és nagy repülőgép szárnyaiban tárolják. Kíváncsi vagy, hogy miért? Íme néhány a legfontosabb okok közül:
- A súly egyensúlyához: A repülőgép belsejében nem csak az ülés konfigurációját és a rakomány helyzetét kell megvizsgálni, hanem a nehéz üzemanyag elhelyezését is. Az üzemanyag különösen közel tartja a repülőgép súlypontját ahhoz a helyhez, ahol lennie kellene.
- A stressz ellen: A felszállástól számított kis időn belül a repülőgép tömege feszültséget hoz létre a szárnyakon, és az üzemanyag ellenfeszültségként működik. Ez megakadályozza a szárny diéderszögének drasztikus változásait. Nagyobb repülőgépeken a szárnytartályok üresen hagyása a szárnyak letörését okozhatja.
- A szárnylebegtetés csökkentése érdekében: Az üzemanyag súlya merevséget biztosít a szárnynak, ezáltal csökkenti a szárnyak légáramlásból eredő rezgését. A nagy lebegés annyira veszélyes, hogy a szárny teljesen összeomolhat. Ennek eredményeként a szárnyakba üzemanyagot önteni egy zseniális ötlet, amely tovább tartja a repülőgépeket!
Repülőgép üzemanyagtartályok szárnyakban
Előnyök
Az utasszállító repülőgépek szárnyaiba gyakran beépítenek üzemanyagtartályokat, és ha a repülőgép testében is vannak tankok, akkor először a szárnyas tartályokat használják. A nehéz üzemanyag közvetlenül az emelőforrásba fecskendezve csökkenti a szárnyra nehezedő feszültséget a felszállás és a teljes repülés során. A repülőgép üzemanyagtartályának a fő szárnyakban való elhelyezése eltéríti a nehéz tömeg felhalmozódását a repülőgép súlypontjától, ami javítja a repülés hatékonyságát és megkönnyíti a lifthasználatot.
A szárnyak egyenetlen formájuk és ablakhiányuk miatt gyakran használhatatlanok rakomány tárolására vagy utasülésekre. Üreges felépítése azonban lehetővé teszi a szárnyon belüli üzemanyagtárolást és a hatékony helykihasználást; A „nedves szárnyú” tartályokban lévő szerkezeti hengerek csökkentik a csapódást. Az üzemanyagtartályt általában a szárnyakba helyezik, ami szivárgás vagy baleset esetén távol tartja őket az utazóktól és a személyzettől.
Hátrányok
De a repülőgép üzemanyagtartályának ilyen elhelyezése kevés hátránnyal is jár. A turbulencia vagy a koordinálatlan repülés miatt a tartályokba oldalirányban becseppenő üzemanyag oldalirányú súlyeltolódást és esetleg oldalirányú instabilitást okozhat. Üzemanyaghiány és koordinálatlan repülés esetén a motor tüzelőanyag-éhezést szenvedhet, pusztán azért, mert az üzemanyag kiömlött a tartályokban lévő aknákból. Ezeket a problémákat meg lehet oldani a megfelelően terített üzemanyagtartályokkal és a fő tartályokból táplált adagológaratok használatával, amelyekből a motor iszik.
Ezenkívül az üzemanyagot nem lehet egyenletesen üríteni mindkét tartályból egyszerre olyan repülőgépeken, amelyek szifonos üzemanyag-ellátó rendszert használnak, például alacsony szárnyú repülőgépeken. Ez különösen problémás az egyhajtóműves repülőgépeknél, amikor két hajtóműhöz külön üzemanyag-rendszert rendelnek. Ezekben az esetekben a motor a bal vagy a jobb oldali tartályból szívja fel az üzemanyagot, amit a pilótafülkében található üzemanyag-választó szelep szabályoz.
Az autonóm üzemanyag-kezelő rendszerrel nem rendelkező repülőgépeken a motor üzemanyag-adagolását manuálisan kell kiválasztani. Az oldalirányú kiegyensúlyozatlanság és az üzemanyag-ellátás csökkenése elkerülése érdekében rendszeresen váltakozzon mindkét tartályból. Ezen túlmenően, ha ezt az üzemanyagtartály-csere ütemtervét huzamosabb ideig figyelmen kívül hagyják, a motor üzemanyag-éhezéssé válhat, ami kényszerleszállást eredményezhet.
Repülőgép üzemanyagtartály szellőzés
A gyúlékony folyadékok vagy füstök felgyülemlésének elkerülése érdekében minden tartályrekeszt szellőztetni és üríteni, a tartály melletti rekeszeket is szellőztetni és üríteni kell.
A repülőgép-üzemanyag-tartályokat úgy kell megépíteni, elhelyezni és elhelyezni, hogy megtartsák az üzemanyagot a végső statikus terhelési tényezők okozta tehetetlenségi terhelésnek kitéve, valamint olyan körülmények között, amelyek hasonlóak ahhoz, amikor a repülőgép aszfaltozott kifutópályán landol egy normál leszállási sebesség behúzott futóművekkel. Az üzemanyagnak rendelkezésre kell állnia arra az esetre is, ha valamelyik sebességfokozat meghibásodik, vagy a motortartó leválik a motorról.
Repülőgép üzemanyagtartály légtelenítő rendszer
Az üzemanyagtartály légtelenítésének fogalma egyszerűen megérthető. A szellőzőnyílás azért van, hogy a tartály lélegezzen; lehetővé teszi a levegő és az üzemanyag távozását, ha a tartály túl van töltve. Mivel a légnyomást a légkör változásai befolyásolják, a légtelenítés különösen fontos, miközben a gép emelkedik és süllyed. Amikor az üzemanyag felmelegszik, térfogata nő, és lehűlésével csökken. Még ha nem is repül a géppel, a tartályokban lévő üzemanyagszint a nap folyamán változik.
Mivel a tartálynak lélegeznie kell, szüksége van egy szellőzőnyílásra, amely csökkenti a vákuumot és a nyomást is. Mivel az üzemanyagot a tartályból szívják ki a motor táplálására, azt valamivel pótolni kell – levegővel. A repülőgép üzemanyagtartályába csak akkor lehet tankolni, ha ki tudja engedni a levegőt, és nem tud üzemanyagot kivenni anélkül, hogy levegőt nem engedne be.
Ha a szellőzőnyílások eltömődnek repülés közben, például amikor a tartály 50% üzemanyagot és 50% levegőt tartalmaz, az üzemanyag továbbra is kiszívódik, de a maradék levegőnek ki kell tágulnia, hogy nagyobb térfogatot foglaljon el. Ez nyomásesést – vagy ha úgy tetszik, részleges vákuumot – eredményez a külső nyomáshoz képest. Mindenesetre hamar elfogy az üzemanyag, vagy a tank magába zuhan, felrobban.
Miért szükséges minden repülőgép üzemanyagtartályt légteleníteni?
Összefoglalva, a repülőgép üzemanyagtartályát légteleníteni kell:
- Tartson fenn +ve fejnyomást az egyesített nyomásfokozó szivattyúhoz.
- Tartsa minimálisra a nyomáskülönbséget a tartály és a légkör között.
- Szabaduljon meg az üzemanyag gőzétől.
Minden páraelvezető csatlakozással rendelkező porlasztóban van egy szellőzővezeték, és minden páravisszavezetési lehetőséggel rendelkező üzemanyag-befecskendező motorban, hogy a gőzt visszajussa az egyik üzemanyagtartály tetejére. A több tartály meghatározott sorrendben történik, ami miatt a gőzelvezető vezeték visszatér az elsőként használt üzemanyagtartályhoz, hacsak a tartályok relatív kapacitása nem teszi előnyössé a másik tartályba való visszatérést.
Akrobatikus kategóriájú repülőgépek esetén kerülni kell a túlzott üzemanyag-pazarlást az akrobatikus manőverek során, különösen a rövid ideig tartó fordított repülés során. Ha a rendszeres repülést folytatják egy akrobatikus mozgás után, amelyhez bizonyítvány szükséges, az üzemanyag-elszívás a szellőzőnyíláson keresztül lehetetlen.
Repülőgép üzemanyagtartály kapacitása
A repülőgép üzemanyagtartálya három részre van osztva: Szárnyas tartályok, Középszárnyú tartályokés Vágja le a tartályokat.
Szárnyas tartályok
A Wing Tanks, ahogy a neve is sugallja, a repülőgép szárnyaiban elhelyezett harckocsik. Ezek tartalmazzák a repülőgép teljes üzemanyagának nagyjából 70%-át. Tovább bontják őket...
- Külső tartályok– A külső tartályok a szárnyak csúcsán, a szárnyak szélén helyezkednek el.
- Központi tankok– A szárnyak közepén lévő harckocsikat Center Tanks néven ismerjük.
- Belső tartályok– Ezek a tartályok a szárny gyökeréhez közel helyezkednek el. A fő adagolótartályok a középső és a belső tartályokból állnak.
- Túlfolyó tartályok– A túlfolyó tartályok a repülőgép hegye felé helyezkednek el. Ha a fő tartályokban lévő üzemanyag túlcsordul, az ezekben a tartályokban gyűlik össze.
Középszárnyú tartályok
A Center Wing tankok a repülőgép törzsének hasában, a két szárny gyökerei között helyezkednek el.
Vágja le a tartályokat
A trimm tankok a repülőgép faránál helyezkednek el a farokszárnyakban vagy a vízszintes stabilizátorokban. Bennük van a legkisebb mennyiségű üzemanyag.
Mekkora egy repülőgép üzemanyagtartály?
Egy kisrepülőgép üzemanyag-kapacitása 4000-5000 liter, egy közepes méretű repülőgép 26000-30000 literes, egy széles törzsű repülőgép 130000 190000-200000 323000 literes, egy nagyon nagy jumbo jet XNUMX XNUMX-XNUMX literes lehet. liter.
Vegyük fontolóra egy olyan nagy repülőgép üzemanyagkapacitását, mint az Airbus A380. Mérete miatt az Airbus A380 nagy üzemanyag-kapacitással rendelkezik. Az üzemanyag a vízszintes stabilizátortartály és a szárnytartály, valamint a szárny mindegyik tartálya között oszlik meg, amelyek külső tartályból, kiegyenlítő tartályból, középső tartályból és belső tartályból stb. .
A légtelenítő tartály a fő tartályokból kifolyó üzemanyag tárolótartálya. Mindegyik szárny teljes üzemanyag-kapacitása 120 tonna. A szerelőtartályok 18800 320 kg üzemanyagot tartalmaznak, ami egy Airbus A2 üzemanyag-kapacitásának felel meg. A teljes üzemanyag-kapacitás 120*240 (szárnytartályok) = 18.8 tonna + 258.8 tonna (kiegészítő tartályok), összesen 323500 tonna (XNUMX liter) üzemanyag.
