航空機の燃料タンク:知っておくべき21の興味深い事実

航空機の燃料タンクシステム

前回の記事では、航空機燃料システムとその役割について学びました。 航空機の燃料ポンプ その中で再生します。 この記事では、この旅の一歩先を進み、航空機の燃料システムのもうXNUMXつのコンポーネントである航空機の燃料タンクについてさらに学びます。

航空機の燃料タンクとは何ですか?

航空機の燃料システム、 白熱表現、許可 航空機の推進システムとAPUに航空燃料をポンプで送り、管理し、輸送する乗組員。航空機の燃料は、航空燃料システムの重要なコンポーネントである航空機燃料タンクに保管されます。 タンクは、大気に放出される一体型の密閉構造です。 すべての条件下で、(タンクごとに)少なくともXNUMXつのベントバルブが開いています。 ベント システムは、タンクの圧力を安全な範囲内に保つためのものです。 スパー、リブ、ストリンガーがタンクの構造の大部分を占めています。

燃料タンクは通常、飛行機の翼ボックス内にあります。 エンジンごとに最低 4 つのタンクが提供されます。 たとえば、双発の飛行機には、胴体の両側に XNUMX つのメイン タンクがあり、飛行機のサイズと航続距離により多くの燃料が必要な場合は、中央の翼ボックスがそれを収容するように構築されます。 XNUMXエンジンの飛行機では、胴体の両側にXNUMXつの主要なタンクがあり、中央のタンクが補助容量を提供します。 リザーブタンクとサージタンク、およびボディタンクが燃料システムに含まれる場合があります。

各燃料タンクの設計では、動作中に発生する可能性のある振動、慣性、およびさまざまな種類の衝撃荷重に、エラーなしで耐えられるようにする必要があります。 タンクの総排気量は、最大出力で少なくとも 30 分の連続運転をサポートするのに十分でなければなりません。 さらに、無駄な燃料供給は、各燃料量インジケーターに考慮に入れる必要があります。

航空機の燃料タンクディップスティック

航空機の燃料レベルを迅速かつ正確に測定するための、校正済みの透明なプラスチック製管状ディップスティック。 親指をディップスティックの端に置き、持ち上げることで、航空機の燃料タンクに浸すだけで​​す。 チューブ側の校正済みスケールは、燃料レベルを決定するために使用されます。 ブランクのキャリブレーションチャートは、「ユニバーサル」燃料レベルゲージに含まれています。

飛行機の燃料タンクはどのように機能しますか?

航空機の燃料タンク負荷テスト

航空機の燃料タンクが飛行操作全体で遭遇する応力や力に耐えることができることを確認するために、さまざまなタンク試験基準が利用可能です。 重要な目標のXNUMXつは、タンクが機能を維持し、さまざまな負荷の下で歪まないように十分に頑丈であることを確認することです。 漏れのない振動に耐える能力も考慮事項です。 戦車は、可能な限り最も過酷な条件でそのペースを通り抜けます。 燃料タンクを支える構造は、燃料圧力負荷で飛行または着陸するときに発生する可能性のある臨界負荷に対応するように設計する必要があります。

燃料システムは、着陸と事故の両方の状況でシステムを最大限に保護するために細心の注意を払って開発されました。 ホイールアップ着陸の場合のガソリン漏れと発火のリスクを減らすために、燃料システムの構成部品は、航空機構造によってシールドされた場所に配置され、「ワイプオフ」ゾーンの外側に配置されます。 胴体の外板と重厚な構造要素が着陸時の衝撃を吸収し、地面をこすらないように保護します。

ブレークアウェイランディングギア、ブレークアウェイストラットアタッチメント、およびブレークアウェイフラップアタッチメントはすべて、燃料タンクが破裂しないようにすることを目的としています。 胴体の輪郭の内側では、すべてのタンクが特定の緊急着陸荷重に耐えるように設計されています。

航空機燃料タンクの設計 | 航空機の燃料タンクの建設

燃料管理に関して言えば、設計目標は火災や爆発のリスクを減らすことです。 火災または爆発には、可燃性物質、酸素、および着火源の XNUMX つの要素が必要です。 これらのアイテムのいずれかが削除され、発火源が設計者の管理下にある場合、火災のリスクはゼロに減少します。

その結果、潜在的な発火源を取り除くために多くの注意が払われ、発火源が避けられない状況では、意図しない可燃性流体の漏れを減らし、蒸気の蓄積を防ぐために換気を提供する努力がなされてきました。 さらに、衝突時の火災のリスクを制限するために、構造設計は衝突に値するようになっています。 燃料システムをより安全にするための主な3つの方法は、着火源制御、可燃性流体制御、およびクラッシュワージネスです。 次のセクションでは、燃料システムの設置でさまざまな方法がどのように使用されるかについて説明します。

燃料タンクの近く、翼、およびその一部には、換気と排水が供給されています。 これにより、危険な煙や液体燃料が蓄積するのを防ぎます。 可燃性物質が潜在的に危険な領域に投棄されるのを防ぐために、換気口と排水口が戦略的に配置されています。 飛行試験は、ベント領域が適切であり、圧力の上昇が発生していないことを確認するために実施されます。 燃料タンクを占有コンパートメントから分離するために、ヒュームプルーフおよび燃料プルーフバリアが常に使用されます。 航空機の燃料タンクは、格納されていないエンジンの故障によって損傷し、燃料漏れが発生する可能性があります。

航空機の燃料タンクの漏れの検出

タンクの設置

航空機の燃料タンクの設置には、さまざまな要件が課せられます。 ファイアウォールのエンジン側にタンクを設置することはお勧めしませんが、燃料タンクとファイアウォールの間の最小距離は12インチです。 ヒュームプルーフおよびベント付きの燃料プルーフエンクロージャーは、航空機の内部コンパートメントを航空機の燃料タンクから分離する必要があります。 タンクは加圧負荷の影響を受けないようにする必要があります。 ドライベイは、エンジン上部のゾーンで燃料を密閉します。高温の表面にこぼれると、火災が発生する可能性があります。

燃料シャットオフ

燃料遮断機能は、翼桁に加えて、各エンジンと補助動力装置に装備されています。 バルブは、燃料が閉じているときにエンジンが完全に分離しているときに、損傷したラインから燃料が大量に放出されるのを防ぎます。 ファイヤーハンドルとパワーストップのXNUMXつの作動モードがあります。 バルブへのケーブルは複製され、分離されています。 バルブは、エンジンを停止すると閉じるように設定されていますが、壊れた場合は航空機の燃料タンクに取り付けられたままです。

燃料運搬部品

燃料を運ぶ部品や配管は、火災現場やその近くで発見されることがあり、燃料漏れの危険性があります。 これらのコンポーネントとワイヤーは、ファイアゾーン内で耐火性になっています。 燃料ラインとコンポーネントからの漏れの可能性は、ソースを 2nd 密閉されたバリア。

シュラウドは船外に排水され、排水口は安全で目に見える場所に配置されているため、漏れが危険になる前に発見して修正することができます。 加圧された領域を通過する燃料ラインは、排水可能でベント付きのシュラウドに入れられています。 ベントラインは、安全に配置されたドレンマストに接続されています。

航空機の燃料タンクサンプ

燃料タンクの適切な構造と設置は、エンジンに供給される燃料に不純物が入らないようにするための最初のステップです。 タンク容量の有効な 0.25% と 1/16 ガロンの間のサンプの大きい方の値は、通常の地上および飛行姿勢で排水する必要があります。 これには、タンク領域からサンプへの危険な量の水の排水も含まれます。レシプロエンジン燃料システムでは、搭載燃料1ガロンあたり20オンスの容量で沈殿物ボウルまたはチャンバーへのアクセスを提供する必要があります。

航空機の燃料タンクフィラーキャップ

燃料タンクへの各充填接続にはマークを付ける必要があります。 燃料のみを動力源とする航空機の給油口は、直径が 2.36 インチ以下でなければなりません。 タービン燃料航空機の給油口は、直径が 2.95 インチ以上でなければなりません。 こぼれた燃料は、燃料タンクコンパートメントまたはタンク自体を除いて、飛行機の他の部分に入ることはできません。

一次フィラー開口部の場合、各フィラーキャップは気密シールを提供する必要があります。 しかしながら、燃料タンクキャップの小さな開口部は、燃料計が蓋を通過するのを通気または許可するために含まれ得る。 飛行機は、すべての給油所(圧力給油接続ポイントを除く)で地上給油装置に電気的に接続されている必要があります。

航空機燃料タンク出口

燃料タンクの出口またはブースター ポンプには、レシプロ エンジンの航空機では 8 ~ 16 メッシュ/インチの燃料ストレーナが必要であり、清掃と検査のために検査担当者が確実に届く範囲内になければなりません。 出口ラインの直径のXNUMX倍の空きスペースと、燃料タンクの出口の直径に相当するストレーナの直径が必要です。 タービン エンジン航空機の燃料ストレーナは、燃料の流れを妨げたり、燃料システム コンポーネントに損傷を与える可能性のある物体の通過を禁止する必要があります。

航空機の燃料タンクの場所–何が影響しますか?

飛行機は、必要な目的地、特に出発地から遠く離れた目的地に到達するために大量の燃料を運びます。 特に、燃料の重量が約 1/3 になることがあります。rd 航空機の総重量の! しかし、それがどこに保管されているかを考えたことはありますか? はい、あなたはそれを正確に理解しています。 燃料は、大小を問わず、ほとんどの飛行機の翼の内部に貯蔵されています。 その理由が気になりますか? 最も重要な理由のいくつかを次に示します。

  1. 重量のバランスをとるには: 機内では、シートの構成や貨物の位置だけでなく、重質燃料の位置も調べる必要があります。 特に燃料は、航空機の重心を本来あるべき場所に近づけます。
  2. ストレスに対抗するには: 離陸からわずかな時間内に、航空機の質量によって翼に張力が生じ、燃料がカウンター ストレスとして機能します。 これにより、翼上反角の急激な変化を防ぎます。 大型の航空機では、翼のタンクを空のままにすると、翼が折れる可能性があります。
  3. 翼のばたつきを減らすには: 燃料の重量が翼に剛性を与え、気流による翼の振動を減らします。 大きなフラッターは、翼が完全に倒れてしまう危険性があります。 結果として、翼に燃料を入れることは、飛行機を飛ばし続ける素晴らしいアイデアです!

翼の航空機燃料タンク

Advantages

旅客機の翼には燃料タンクが組み込まれていることが多く、機体内部にも燃料タンクがある場合は、翼タンクが先に使用されます。 重い燃料を揚力源に直接噴射することで、離陸時および飛行中の翼へのストレスを軽減します。 航空機の燃料タンクを主翼に配置すると、大量の質量の蓄積が飛行機の重心から外れ、飛行効率が向上し、エレベータの使用が少なくなります。

翼は、形状が不均一で窓がないため、貨物の保管や助手席には役に立たないことがよくあります。 ただし、その中空構造により、翼内の燃料貯蔵と効果的なスペース利用が可能になります。 「ウェットウィング」タンクの構造桁は、スロッシングを低減します。 燃料タンクは通常翼に配置され、漏れや事故の際に旅行者や乗組員から遠ざけられます。

デメリット

しかし、航空機の燃料タンクのそのような場所には、いくつかの欠点もあります。 乱気流または調整されていない飛行のためにタンク内で燃料が横方向に揺れると、横方向の体重移動が発生し、場合によっては横方向が不安定になる可能性があります。 燃料が不足し、飛行が調整されていない場合、単に燃料がタンクの油だめから注がれただけで、エンジンが燃料不足に陥ることがあります。 これらの問題は、適切にバッフルされた燃料タンクと、エンジンが飲むメイン タンクから供給されるフィーダー ホッパーを使用することで解決できます。

また、低翼航空機などのサイフォン供給燃料システムを使用する航空機では、両方のタンクから同時に均一に燃料を排出することはできません。 これは、個別の燃料システムが XNUMX つのエンジン専用である場合、単一エンジンの航空機で特に問題になります。 このような場合、エンジンは左翼または右翼のタンクから燃料を引き込みます。これは、コックピットの燃料セレクター バルブによって制御されます。

自律燃料管理システムのない飛行機では、エンジンの燃料供給を手動で選択する必要があります。 横方向の不均衡と燃料供給の減少を避けるために、両方のタンクから定期的に交互に供給してください。 さらに、この燃料タンクの交換スケジュールを長期間無視すると、エンジンの燃料が不足し、強制着陸する可能性があります。

航空機の燃料タンクの換気

可燃性の液体や煙の蓄積を避けるために、各タンクコンパートメントは換気して空にする必要があり、タンクに隣接するコンパートメントも換気して空にする必要があります。

航空機の燃料タンクは、最終的な静的負荷係数によって引き起こされる慣性負荷にさらされている間、および飛行機が舗装された滑走路に着陸するときに遭遇するのと同様の条件下で燃料を保持するように構築、配置、および配置する必要があります。着陸装置を格納した通常の着陸速度。 ギアのXNUMXつが故障した場合、またはエンジンマウントがエンジンから分離した場合に備えて、燃料も利用できる必要があります。

航空機の燃料タンクベントシステム

燃料タンクのベントの概念は簡単に理解できます。 ベントは、タンクが呼吸できるように存在します。 タンクがいっぱいになったときに空気と燃料を逃がす方法を提供します。 気圧は大気の変化の影響を受けるため、飛行機が上昇および下降する間、通気は特に重要です。 燃料は、暖まると体積が増え、冷めると体積が減少します。 飛行機を飛ばしていなくても、タンク内の燃料レベルは日中に変化します。

タンクは呼吸する必要があるため、真空と圧力の両方を軽減できるベントが必要です。 燃料はタンクから引き出されてエンジンに供給されるため、何か空気で補充する必要があります。 航空機の燃料タンクは、空気を抜くことができなければ燃料を補給することができず、空気を入れずに燃料を取り出すことはできません。

飛行中に通気孔が塞がれた場合、たとえばタンクに 50% の燃料と 50% の空気が入っている場合、燃料は吸い出され続けますが、残りの空気はより大きな体積を占めるために膨張する必要があります。 これにより、外圧に比べて圧力が低下します。または、必要に応じて部分真空が発生します。 いずれにせよ、燃料はすぐになくなるか、タンクはそれ自体に落ちて爆縮します。

すべての航空機の燃料タンクをベントする必要があるのはなぜですか?

要約すると、航空機の燃料タンクは次の場所に排気する必要があります。

  1. サブマージされたブースター ポンプの +ve ヘッド圧力を維持します。
  2. タンクと大気の間の圧力差を最小限に抑えます。
  3. 燃料から蒸気を取り除きます。

ベントラインは、蒸気除去接続を備えたすべてのキャブレターと、蒸気を燃料タンクトップのXNUMXつに戻すための蒸気戻り機能を備えたすべての燃料噴射エンジンに存在します。 複数のタンクは、タンクの相対的な容量が別のタンクに戻ることが有利でない限り、蒸気排出ラインを最初に使用した燃料タンクに戻す特定の順序での使用を考慮します。

アクロバティックなカテゴリーの飛行機では、アクロバティックな操縦中の過度の燃料の浪費、特に短期間の逆飛行は避ける必要があります。 認証が必要なアクロバティックな動きの後に通常の飛行を再開する場合、ベントからの燃料の吸い上げは不可能でなければなりません。

航空機燃料タンク容量

航空機の燃料タンクは、次のXNUMXつのセクションに分かれています。 翼タンク, センターウイングタンク, トリムタンク.

Jet Liner の主な燃料タンク。 画像ソース: 戸坂ジェット旅客機の主な燃料タンクCC BY-SA 3.0

翼タンク

ウィング タンクは、その名のとおり、航空機の翼に配置されたタンクです。 それらは航空機の総燃料のおよそ70%を含んでいます。 それらはさらに -

  1. アウタータンク–アウタータンクは、翼の先端、翼の先端に配置されています。
  2. センタータンク– 翼の中央にあるタンクは、センター タンクとして知られています。
  3. インナータンク–これらのタンクは翼の付け根の近くに配置されています。 メイン フィード タンクは、センター タンクとインナー タンクで構成されています。
  4. オーバーフロータンク–オーバーフロータンクは航空機の先端に向かって配置されています。 メインタンク内の燃料がオーバーフローすると、これらのタンクに集められます。

センターウイングタンク

センターウィングの戦車は、飛行機の胴体の腹のXNUMXつの翼の付け根の間に配置されたものです。

イメージソース: Maxxl2アダムa700fr、パブリックドメインとしてマークされている、詳細 ウィキメディア·コモンズ

トリムタンク

トリム タンクは、航空機の尾翼または水平尾翼に配置されます。 それらはそれらの中で最も少ない量の燃料を持っています。

飛行機の燃料タンクの大きさは?

小型飛行機の燃料容量は4000〜5000リットル、中型飛行機の燃料容量は26000〜30000リットル、ワイドボディジェット機の燃料容量は130000〜190000リットル、非常に大型のジャンボジェット機の燃料容量は200000リットル〜323000です。リットル。

エアバス A380 のような大型飛行機の燃料容量を考えてみましょう。 エアバス A380 は、そのサイズのおかげで燃料容量が大きくなります。 燃料は水平尾翼タンクと翼タンクの間で分割され、翼の各タンクは外側タンク、サージタンク、中間タンク、内側タンクなどで構成されます。トリムタンクと後方ベントタンクは水平尾翼上にあります。 。

ベントタンクは、メインタンクからこぼれた燃料の貯蔵タンクです。 各翼の総燃料容量は120トンです。 トリムタンクは18800kgの燃料を保持します。これは、エアバスA320の燃料容量に相当します。 総燃料容量は2 * 120(翼タンク)= 240トン+18.8トン(トリムタンク)で、合計258.8トン(323500リットル)の燃料になります。

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