Systém palivových nádrží letadla: 21 zajímavých faktů, které byste měli vědět

Předmět diskuse: Různé důležité subsystémy systému palivových nádrží letadel

V předchozím článku jsme se dozvěděli o různých funkcích a konstrukčních charakteristikách palivové nádrže letadla. Pokud jste to ještě nečetli, podívejte se sem; protože to bude sloužit jako základní znalost toho, co v tomto článku přichází. V této části pojdeme hlouběji a seznámíme se s různými subsystémy systému palivových nádrží letadel.

Typy systému palivových nádrží letadla

Systém palivové nádrže letadla lze rozdělit do dvou variant - Interní or Externí Palivová nádrž letadla a poté dále kategorizována podle konstrukční metody nebo zamýšleného použití.

Palivová nádrž na vnitřní letadla

Integrovaná palivová nádrž letadla Přepážky palivové nádrže letadla

Tato část systému palivové nádrže letadla leží na křídlech nebo trupu, obvykle utěsněna 2-dílným těsnícím tmelem odolným vůči palivu, aby se vytvořil systém palivové nádrže u některých letadel, zejména přepravních a vysoce výkonných. Utěsněná kůže a konstrukční prvky poskytují největší prostor pro nejmenší hmotnost. Protože tvořil nádrž jako celek v konstrukci letadla, je tento typ nádrže běžně známý jako integrovaná palivová nádrž.

Integrované palivové nádrže jsou nejčastější v jinak prázdném prostoru uvnitř křídel. Mokrá křídla odkazují na letadla se zabudovanými palivovými nádržemi v křídlech. Dlouhý horizontální tvar integrální nádrže s křídly vyžaduje přepážky, aby se palivo nezměnilo jako manévry letadla. Přepážky jsou zabudovány do žeber křídla a konstrukčních prvků nosníku skříně a další mohou být přidány speciálně pro tento účel.

Zpětné ventily s přepážkami se často používají k umožnění toku paliva do spodních vnitřních částí nádrže a zároveň zabraňují jeho rozlití na vnější stranu. Tím je zaručeno umístění čerpadla posilovače paliva na dně nádrží bez ohledu na polohu letadla. Jsou vyžadovány přístupové panely pro kontrolu a údržbu integrovaných palivových nádrží a dalších součástí palivového systému. Technici fyzicky vstupují tuctem oválného přístupového panelu k nádrži za účelem opravy ve větších rovinách.

Před vstupem do palivové nádrže a před prováděním údržby na ní musí být z integrované palivové nádrže vypuštěno veškeré palivo a musí být dodržena určitá bezpečnostní opatření. Výpary paliva musí být evakuovány z nádrže a technik musí používat dýchací přístroj. Na okraji nádrže musí být umístěn pozorovatel na plný úvazek, který v případě potřeby pomůže.

Palivové systémy pro letadla s integrovanými palivovými nádržemi jsou obvykle sofistikované, s posilovacími čerpadly v nádrži. Každá nádrž má obvykle alespoň dvě čerpadla, která dodávají palivo pod přetlakem do motoru (motorů). toto čerpadlo může být použito také k odčerpání paliva.

Pevná odnímatelná palivová nádrž

Pro stavbu palivové nádrže si mnoho letadel, zejména pro ty starší, vybírá zjevnou volbu a tato nádrž je připevněna ke konstrukci draku a je vyrobena z různých materiálů. Nádrže jsou často nýtovány nebo svařovány dohromady a mohou mít kromě jiných prvků palivové nádrže zmíněných již přepážky.

Aby se zabránilo pohybu za letu, musí být letadlo odnímatelné kovové nádrže podepřeny a drženy na místě pomocí nějaké formy polstrovaného popruhu. Jsou spojeny dohromady na křídlech pomocí elektrického odporového svařování a poté se do nádrže nalije směs a nechá se vytvrdit. Existuje také několik trupových nádrží. Umístěním nádrží za žádných okolností není ovlivněna konstrukční integrita nosného rámu; proto se nádrž nepovažuje za nedílnou součást.

Pokud dojde k netěsnosti nebo poruše nádrže, je možné ji odstranit a opravit nebo vyměnit, což je obrovská výhoda. Opravy palivové nádrže musí být prováděny podle pokynů výrobce. Při provádění svařovacích oprav je velmi důležité dodržovat všechny bezpečnostní požadavky. Aby nedošlo k výbuchu, musí být z nádrže odváděny výpary paliva.

Nádrž palivového měchýře na letadlo

Jako alternativu tuhé nádrže lze použít nádrž na močový měchýř, která je vyrobena ze silného pružného materiálu. Má mnoho stejných vlastností a součástí jako tuhá nádrž, ale může být instalována skrz menší otvor v kůži letadla. Nádrž, známou také jako palivový článek, lze srolovat a vložit přes malý otvor, jako je kontrolní otvor, do speciálně konstruované konstrukční šachty nebo prohlubně. Jakmile je uvnitř, lze jej rozložit v plném rozsahu.

K připevnění nádrží močového měchýře ke konstrukci je třeba použít svorky nebo jiné způsoby připevnění. V zátoce by měly být hladké a bez vrásek. Je také důležité, aby na spodním povrchu nebyly žádné vrásky, protože to zabrání tomu, aby se benzinové nečistoty ponořily do jímky nádrže.

Palivové nádrže močového měchýře lze vidět na letadlech všech velikostí. Jsou odolné a trvanlivé, se švy pouze kolem instalovaných funkcí, jako jsou ventilační otvory nádrže, odtoky jímky a výtoky výpusti. Pokud dojde k úniku nádrže s močovým měchýřem, technik ji může opravit podle doporučení výrobce.

Buňku lze také vyjmout a přepravit do zařízení na opravu palivové nádrže, které je dobře informované a vybavené tak, aby takové úkoly zvládlo. Palivové nádrže močového měchýře musí být udržovány mokré kvůli jejich měkké a pružné povaze. Pokud se má nádrž na močový měchýř skladovat delší dobu bez benzínu, je obvyklé procvičovat si vnitřní část nádrže čistým motorovým olejem.

Tip Tank

Nádrže s pevnou špičkou jsou umístěny na konci každého křídla v několika provedeních letadel. Hmotnost nádrže a paliva snižuje namáhání konstrukce nosníku protipůsobícím křídlem ohybové napětí při pohybech.

Palivová nádrž na externí letadla

Konformní palivová nádrž

Konformní palivové nádrže (CFT) nebo „rychlé balíčky“ jsou doplňkové palivové nádrže, které jsou těsně spojeny s profilem letadla a zvyšují dolet nebo výdrž letadla s nižším aerodynamickým trestem než vnější přídavné nádrže.

Drop Tank | Pomocná palivová nádrž letadla

Pomocné externě instalované palivové nádrže se označují jako přídavné nádrže, vnější nádrže, křídlové nádrže, pylonové nádrže nebo břišní nádrže, jsou obvykle jednorázové a snadno se zlikvidují. Externí tanky jsou na moderních vojenských letadlech všudypřítomné a občas se také vyskytují v civilních letadlech, i když u nouzových je méně pravděpodobné, že budou vykopány.

Vrhací nádrže měly být vyhozeny, když byly prázdné, nebo v případě boje nebo nouzové situace, aby se minimalizovala tažnost a hmotnost při současném zvýšení manévrovatelnosti a dosahu. Moderní vnější tanky nejsou navrženy tak, aby vydržely stres nadzvukových letů, a jsou drženy v boji, aby byly v případě nouze vyhozeny.

Nejvýznamnější nevýhodou přídavných tanků je to, že zvyšují odpor letadla. Externí palivové nádrže také sníží rychlost otáčení manévru vzduchem zvýšením momentu setrvačnosti. Část paliva v přídavné nádrži je využita k vyrovnání přidaného odporu a hmotnosti nádrže. Tyto tanky snižují počet externích pevných bodů pro vyzbrojování, snižují nosnost zbraní a zvyšují radarový podpis letadla. Palivo v přídavných nádržích se často používá jako první, volič paliva se přepne na vnitřní nádrže letounu až po vyčerpání přídavných nádrží.

Jak fungují externí palivové nádrže stíhacích letadel? | Externí stíhací letoun palivové nádrže

Konformní palivové nádrže (CFT) se používají místo nebo vedle tradičních vnějších palivových nádrží u některých moderních bojových letadel. CFT mají menší odpor a nevyžadují externí hardpointy, nicméně některé varianty lze odstranit pouze na zemi.

Vnější palivové nádrže, které se nacházejí v proudových stíhačkách a většině současných komerčních letadel, jsou upevněny přímo pod trupem prostřednictvím svých závěsníků v blízkosti křídel. Na stíhačce je již namontováno benzínové čerpadlo pro externí nádrž. Volba externího tanku je zabudována do většiny bojovníků. Pokud však chce pilot rozšířit dolet instalací další palivové nádrže, bude muset obětovat počet výzbroje, kterou může nést.

U typického stíhacího letounu F-14 se k přenosu paliva z vnějších nádrží používá odvzdušňovací vzduch motoru odváděný za primárním výměníkem tepla, který je regulován tlakem na zhruba 25 psi. Maximální rychlost přenosu paliva každé externí nádrže je kolem 750 liber za minutu. Se zataženým podvozkem je automaticky naplánován přenos paliva. Nejprve budou přeneseny externí tanky a poté křídlové tanky.

Každá vnější nádrž přijímá stlačený odvzdušněný vzduch (25 psi) prostřednictvím odpojovače paliva a vzduchu, odvzdušňovacího ventilu a samotné nádrže. Palivo vytéká z každé nádrže paprskového boxu přes palivový a přepínací ventil řídicího systému úrovně trupu.

Přepěťová nádrž letadla

Přepěťové nádrže se používají na několika letadlech, aby se zabránilo rozlití paliva na zem, jak se rozpíná. Tyto nádrže musí být pravidelně vypouštěny, aby se zabránilo rozlití paliva, což se stává poměrně často. Odvzdušňovací vyrovnávací nádrže chrání palivo před tepelnou roztažností. Bez rozlití se může palivo zvýšit nejméně o 2% (což se rovná 20 ° C). U těchto tanků nejsou v kokpitu žádné indikátory nádrže.

Materiál palivové nádrže letadla

Aby se zabránilo netěsnostem, je systém palivové nádrže letadla často vyroben ze slitiny typu Al-3003 nebo 5052 nebo SS materiálu a je nýtován a svařován švem. Mnoho raných tanků bylo složeno z terneplate, slitiny olova / hříchu pokovené na tenkém ocelovém plechu. Švy na nádržích terneplate jsou složené a pájené.

Hliníkové letecké palivové nádrže jsou široce využívány po dvě desetiletí kvůli jejich výhodám lehkosti, snadné konstrukce a dobré odolnosti proti korozi. I když suchý benzín nerozrušuje hliník, došlo někdy k důlkové korozi kovového pláště za přítomnosti vysoce kontaminované vody.

Vodě, železné rzi a dalším produktům koroze těžkých kovů se lze vyhnout:

1. Navrhování nádrží tak, aby umožňovaly volný odtok vody do jímky.
2. Výběr kovů, aby se zabránilo elektrolytickému působení.
3. Manipulujte s palivem tak, aby před zavedením do systému palivové nádrže letadla nezachytávalo vodu, železnou rzi nebo jiné produkty koroze těžkých kovů.
4. Nanesením vhodných nátěrů na vnitřek letadla.
5. Pomocí archy.

Systém inertizace palivové nádrže letadla

Tím, že inertní systém zadržuje jako nereaktivní nebo inertní plyn, jako je N2, ve stísněném prostoru, jako je systém palivové nádrže letadla, snižuje pravděpodobnost vznícení hořlavých materiálů. Ke spuštění a udržení spalování je nezbytný zdroj vznícení (teplo), palivo a kyslík, proto lze tyto tři složky (nebo jednotlivě) omezit, aby se zabránilo spalování. Pokud není možné zabránit přítomnosti zdroje vznícení v palivové nádrži, může být nádrž zneškodněna:

1. Snížení koncentrace kyslíku v ullage pod prahovou hodnotou spalování;
2. Snížení koncentrace paliva v ullage pod „dolní mez výbušnosti“ (LEL);
3. Zvýšení koncentrace paliva nad „horní mez výbušnosti“ (UEL).

Hořlavé páry v palivových nádržích jsou v současné době inertizovány nahrazením inertního plynu, jako je dusík, vzduch obohacený dusíkem, pára nebo oxid uhličitý, aby se snížila koncentrace kyslíku v prahu pod prahovou hodnotou spalování. Alternativní strategie zahrnují snížení poměru paliva a vzduchu ullage pod LFL nebo jeho zvýšení nad UFL. Vzhledem k nákladům a hmotnosti byl systém palivových nádrží bojových letadel již dlouho inertizován a samouzavírací, což neplatí pro systém palivových nádrží vojenských a civilních dopravních letadel.

Handley Page Halifax III a VIII, Short Stirling a Avro Lincoln B.II byly mezi prvními letadly, která používala systémy inertizující dusík, které byly zavedeny v roce 1944. Nyní se používají dva další systémy inertních palivových nádrží: a systém potlačující pěnu a systém ullage. FAA zjistila, že díky dodatečné hmotnosti systému Ullage je jeho použití v letadle neproveditelné.

Utěsnění palivové nádrže letadla Aplikace těsnění palivové nádrže letadla

Samouzavírací systém palivové nádrže letadla je forma benzínové nádrže, která zabraňuje úniku paliva a vznícení po jeho poškození. To se běžně vyskytuje v leteckých palivových nádržích nebo palivových měchýřích.

Samouzavírací nádrž má obvykle dvojitou vrstvu pryže a výztužné tkaniny, jedna je vulkanizovaná a druhá je vyrobena z neošetřeného přírodního kaučuku, které mohou při kontaktu absorbovat palivo, bobtnat a expandovat. Perforace systému palivové nádrže letadla způsobuje prosakování paliva do vrstev, pouze aby neošetřená vrstva bobtnala a utěsnila prasknutí. Podobným konceptem se vyrábějí také samouzavírací pneumatiky run-flat.

Pěna palivové nádrže letadla

Na trh bylo zavedeno několik řešení pro řízení hladiny kyslíku v prostoru letadla. Systém palivové nádrže letadla zapaluje možnosti zmírnění obvykle využívají polyurethanovou pěnu k vyložení dutiny středu systému palivové nádrže letadla, na rozdíl od systému inertního vůči dusíku, který používá ASM s propustnou membránou. To snižuje důsledky vznícení palivových par a eliminuje riziko výbuchu.

Nedostatek ASM je jednou výhodou použití řešení zmírnění zapálení systému palivové nádrže letadla oproti systému inertizace N2. Kvůli vlivu velkého množství ozonu vyžadují komponenty ASM pravidelnou údržbu a v některých případech úplnou výměnu. Pěny se používají k řízení tlaku po zapálení palivových par v různých vojenských aplikacích, včetně letectva Spojených států a několika komerčních nákladních letadel.

Voda v palivových nádržích letadel

Voda v palivových nádržích letadel je i nadále faktorem leteckých neštěstí a nehod, včetně úmrtí. Palivo musí být během přepravy z rafinérií, skladů na letišti a doplňovacích zařízení udržováno v suchu nebo bez vody.

Podívejme se, jak voda vstupuje do systému palivové nádrže letadla.

1. Voda bude do systému palivové nádrže letadla pronikat netěsnostmi podzemních nádrží, těsněními na krytech kopulí, plovoucí střechou a poklopy kondenzací a srážením rozpuštěné vody.
2. Během procesu čištění letadla nebo během deště nebo sněhových bouří může dojít k úniku vody do palivového systému letadla ventilačními otvory, těsněními nebo špatně nasazenými uzávěry paliva na plnicím otvoru atd.

Nejlepší možné způsoby, jak lze výše uvedeným scénářům zabránit, byly shrnuty níže:

1. Denně kontrolujte odtokové hadice a těsnění man-way, stejně jako ovládání vody na odlučovači filtru, stejně jako jímky nádrže a nádoby.
2. Po vyčištění párou vozík recirkulujte a důkladně zkontrolujte jímky, tlaky a kvalitu filtru.
3. Měla by být zkontrolována bezpečnost, obecný stav a utěsnění plnicích otvorů palivové nádrže a příslušenství.
4. Tím by mělo být zajištěno, aby močový měchýř zůstal neporušený k jeho upevněním.
5. Na plynových chladičích, sítkách a filtrech by měly být k dispozici vypouštěcí zátky / uzávěry.

Mikrobiologická kontaminace v palivových nádržích letadel

Znečištění paliva v systému palivové nádrže letadla mikroby může představovat vážnou hrozbu pro provoz letadla. Koroze kovové konstrukce, problémy s indikátorem paliva, ucpání systému a ucpání palivového filtru a vývoj kalu jsou nejtypičtější problémy. Tyto problémy představují značnou finanční zátěž pro leteckou dopravu.

Jak mohou bakterie / houby žít v palivové nádrži letadla?

Zdrojem mikrobiologické kontaminace jsou mikroby, jako jsou bakterie, houby a kvasinky. Tyto mikroorganismy přebývají ve vodě a lze je zavádět do paliva prostřednictvím různých faktorů, včetně změn v relativní lidskosti nebo selhání protokolů o manipulaci s palivem. Mikrobům se daří v rozhraní voda-palivo na spodním povrchu nádrže, ale lze je nalézt také na svislých plochách nádrže a v konvexních strukturách, jako jsou potrubí.

Mikrobiologická kontaminace systému palivové nádrže letadla je neustále zkoumána. Monitorování systému palivových nádrží letadel doporučuje IATA (International Air Transport Association) na základě umístění a zkušeností, nejméně však jednou ročně. IATA doporučuje používat Easicult TTC a Easicult M jako semikvantitativní dipslidové testy pro monitorování kontaminace.

EasiTTC identifikuje bakterie, zatímco EasiM detekuje kvasinky a plísně. Metoda jednotky tvořící kolonie (CFU) je jednou z autorizovaných metod monitorování kontaminace IATA, která určuje tyto testy. Oba testy jsou spolehlivé, snadno použitelné a vhodné pro použití v terénu leteckými společnostmi.

Kontrola palivové nádrže letadla Údržba palivové nádrže letadla

Po určitém počtu letových hodin jsou vyžadovány kontroly údržby letadel. Pravidelnou rutinní kontrolu lze provádět přes noc nebo na letištní bráně, zatímco jiné budou vyžadovat použití hangáru a delší dobu, aby bylo letadlo mimo provoz. V rámci běžné údržby technik zkontroluje a seřídí systém palivové nádrže letadla a související zařízení. Vnitřek nádrží musí být zkontrolován a upraven pro hlavní část práce potřebné k řádné kontrole a změně leteckých palivových nádrží a souvisejících systémů.

Vstup do palivové nádrže letadla

Výše uvedené činnosti vyžadují, aby pracovníci provádějící kontrolu a údržbu fyzicky vstupovali do systému palivové nádrže letadla, který má četná nebezpečí pro životní prostředí. Mezi nebezpečí mohou patřit požár a výbuch, jedy uvolňování plynu s nedostatkem kyslíku atd. Provozovatelé a organizace odpovědné za údržbu musí být vybaveni specializovanými systémy pro identifikaci, řízení nebo minimalizaci nebezpečí souvisejících se vstupem do palivové nádrže letadla. Potenciální hrozby, kterým mohou operátoři palivových nádrží čelit, lze rozdělit do dvou kategorií 1) chemická a fyzická nebezpečí.

Chemické nebezpečí

Tryskové palivo je hořlavá kapalina, která se může vznítit pod vlivem vysoké teploty a koncentrace par. Paliva se považují za příliš chudá na to, aby hořela, pokud klesnou pod dolní mez hořlavosti / dolní mez výbušnosti.

Při nadměrných koncentracích může tryskové palivo a jiné uhlovodíky ovlivnit nervový systém a způsobit zdravotní rizika. Chemické látky mohou potenciálně vytvářet dlouhodobé zdravotní problémy, jako je poškození jater a ledvin, a pokud nejsou správně regulovány, může čisticí rozpouštědlo, tmel a další chemikálie používané při provozu palivové nádrže dráždit pokožku.

Fyzické nebezpečí

Systém palivové nádrže letadla má obvykle podlouhlý otvor, který je menší než 0.6 metru dlouhý a 0.3 metru široký. I nepatrné části jakékoli chemikálie uvnitř těchto uzavřených oblastí se mohou ukázat jako nebezpečné produkcí velkého objemu hořlavých par.

Hlava osoby provádějící údržbu se stěží vejde do vnitřní oblasti nádrže křídla. Směrem k vnějšímu směru je nádrž dostatečně velká, aby zahrnovala ramena osoby a její hlavu. Do nejvzdálenějších částí křídla se smí dostat jen ruce a paže osoby provádějící údržbu.

Postupy vstupu do palivové nádrže letadla

Než může osoba provádějící údržbu vstoupit do systému palivové nádrže letadla, musí provést několik procesů. Patří mezi ně elektrické uzemnění a odčerpání paliva podle průmyslových standardů, dostatek protipožárního vybavení a deaktivace připojených leteckých systémů, jako jsou systémy doplňování / odčerpávání paliva a přenosu paliva. Pro udržení bezpečného pracovního prostředí pro personál údržby je nutné dokončit tři poslední postupy:

1. Zajistěte dostatečné větrání.
2. Použijte doporučené ventilační metody.
3. Dbejte na vzduch v palivových nádržích.

Správně proškolené osoby a posádky, které se skládají z vedoucího vstupu, pohotovostního doprovodu a vstupních mužů, jsou nejdůležitější součástí prevence škod při provozu palivové nádrže. Vedoucí vstupu uděluje souhlas s provedením úkolu podle protokolu. Pohotovostní hlídač zůstává mimo benzínovou nádrž a je oprávněn řídit její evakuaci, pokud se podmínky zhorší a ohrozí vstupní pracovníky.

Personál, který vstoupí do systému palivové nádrže letadla a provede operaci, se nazývá vstupní personál. Členové „vstupní posádky systému palivové nádrže letadla“ museli být proškoleni podle norem pro bezpečný pracovní stav, a to jednotlivě i kolektivně:

1. Komunikace je nezbytná.
2. Ochrana plic.
3. Důležité je také větrání a monitorování kvality vzduchu.
4. Elektricky ovládané stroje.
5. Úvahy o poškození letadla.

Také čtení:

• Robotika a autonomní systémy
• Je hybnost zachována v izolované soustavě
• Země je uzavřený systém
• Je dynamická rovnováha systém
• Vizuální systém
• Příklad uzavřeného systému

Esha Chakraborty

Mám vzdělání v Aerospace Engineering, v současné době pracuji na aplikaci robotiky v obranném a vesmírném průmyslu. Neustále se učím a moje vášeň pro výtvarné umění mě udržuje nakloněnou k navrhování nových inženýrských konceptů.
S tím, že roboti v budoucnu nahradí téměř všechny lidské činy, rád svým čtenářům jednoduchým, ale poučným způsobem přiblížím základní aspekty předmětu. Rovněž bych rád udržoval aktuální informace o pokroku v leteckém a kosmickém průmyslu současně.