Самоуплотняющийся топливный бак

Самоуплотняющийся топливный бак — это тип топливного бака, обычно используемый в самолетов топливных баках или топливных камерах , который предотвращает утечку топлива и возгорание после повреждения.

Типичные самоуплотняющиеся баки имеют слои резины и армирующей ткани: один из вулканизированной резины, а другой - из необработанного натурального каучука, которые могут поглощать топливо при контакте с ним. При проколе топливного бака топливо просачивается в эти слои, вызывая набухание необработанного слоя, закрывая и, таким образом, герметизируя прокол. Аналогичная концепция также используется для изготовления самоуплотняющихся шин Run-Flat .

История

Первая мировая война

Джордж Дж. Мердок подал заявку на патент «Топливные баки для военных самолетов» 7 февраля 1917 года, но был временно заблокирован приказом Федеральной торговой комиссии от 6 февраля 1918 года о сохранении в тайне любого обсуждения или публикации изобретения. Приказ был отменен Патентным ведомством США 26 сентября 1918 года, и 9 августа 1921 года Мердоку в конечном итоге был выдан патент США № 1 386 791 «Самопрокалывающее герметизирующее покрытие для топливных контейнеров». Военный самолет, построенный компанией Glenn L. Martin Company. использовал этот самоуплотняющийся топливный бак.

Говард Хьюз использовал неопрен для самогерметизации своих топливных баков во время своего кругосветного полета в 1938 году . ^[1]

Вторая мировая война

В новых поколениях довоенных и ранних военных самолетов самоуплотняющиеся баки использовались для минимизации ущерба от утечки или горения топлива. При попадании в обычный топливный бак топливо может быстро вытечь. Это не только уменьшило бы дальность полета самолета, но и создало значительную опасность пожара. Поврежденные топливные баки также могут взорваться, что приведет к разрушению планера или серьезно ухудшит летные характеристики . Было осознано, что из-за ограничений по весу просто добавлять броневые листы к топливным бакам самолетов непрактично; Требовался метод остановки утечки топлива из поврежденных баков.

Ранние попытки защитить топливные баки заключались в использовании металлических баков, покрытых изнутри или снаружи материалом, который расширялся после прокалывания. Исследования показали, что выход снаряда, а не вход, был более серьезной проблемой, поскольку он часто падал, создавая тем самым большее выходное отверстие. Среди самых ранних версий этих типов танков были те, которые производились в Великобритании в аэропорту Портсмута компанией Fireproof Tanks Ltd (сформированной в 1939 году). Эти танки были впервые установлены на легкий бомбардировщик Fairey Battle , а другие версии были установлены на истребители Supermarine Spitfire и Hawker Hurricane , а также на более крупные самолеты, такие как тяжелый бомбардировщик Avro Lancaster . Компания Henderson Safety Tank Company предоставила ударопрочные самоуплотняющиеся топливные и масляные баки, которые входили в стандартную комплектацию тренажера Miles Master . ^[2]

Немецкие авиаконструкторы использовали слои резины, наложенные на кожаную шкуру с внутренней поверхностью, обработанной волокном, для самоуплотняющихся баков на Junkers Ju 88 в начале войны. ^[3]

В США Эрнст Эгер из United States Rubber Company (позже Uniroyal ) запатентовал ^[4] конструкция самоуплотняющегося топливного бака 1941 года, одна из многих компаний, занимавшихся разработкой этой технологии во время войны. Элмо Э. Хэнсон, ведущий химик компании Firestone Tire and Rubber Company, подал патент на самоуплотняющиеся резервуары 21 января 1941 года ( патент США № 2 404 766) . Химик Goodyear Джеймс Меррилл в 1941 году подал патент (опубликован в 1947 году) на усовершенствование и успешное испытание своего метода изготовления самоуплотняющихся баков с использованием двухслойной системы резиновых смесей, заключенной в металлическую внешнюю оболочку или обшивку крыла самолета. ^[5] В 1942 году он получил награду Совета по военному производству , и танки Goodyear впоследствии были приняты на вооружение истребителей Vought F4U Corsair производства Goodyear , а также других самолетов. К 1942 году компания Fireproof Tanks разработала первые гибкие топливные баллоны в качестве баков для увеличения дальности полета для Spitfire Mk IX . Эти резервуары представляли собой гибкие контейнеры, изготовленные из ламинированного самоуплотняющегося материала, такого как вулканизированная резина , и с минимальным количеством швов, чтобы минимизировать пути утечки.

Поскольку первые испытания показали, что при ударе в топливном баке может возникнуть избыточное давление, самоуплотняющийся топливный элемент подвешен, что позволяет ему поглощать удары без разрушения. Топливные баки ВМС США во время войны были способны выдерживать пули калибра 0,50 дюйма (12,7 мм), а иногда и снаряды автопушек калибра 20 мм (0,79 дюйма) .

Не все истребители были оснащены относительно новым изобретением. Самоуплотняющиеся резервуары, как правило, имеют меньшую вместимость, чем негерметичные резервуары. ^[6] Тем не менее, самолеты с самоуплотняющимися баками сумели выдержать гораздо большие повреждения, чем самолеты с обычными топливными баками. Боевой опыт войны на Тихом океане показал, что американские самолеты, оснащенные самоуплотняющимися топливными баками, могут выдержать гораздо больший урон, чем легкобронированные японские конструкции без самоуплотняющихся топливных баков, такие как Mitsubishi A6M Zero . Те же принципы были применены для создания самоуплотняющихся топливопроводов в самолетах (MIL-PRF-7061C).

Современное использование

Большинство реактивных истребителей и все военные винтокрылые самолеты США используют те или иные типы самоуплотняющихся баков. Военные вертолетные топливные баки обладают еще одной особенностью: они устойчивы к ударам . ^[7] На больших высотах резервуары должны находиться под давлением, что затрудняет самоуплотнение. Новые технологии принесли такие достижения, как резервуары, наполненные инертной пеной, для предотвращения детонации. Эта пена представляет собой пену с открытыми порами, которая эффективно делит газовое пространство над оставшимся топливом на тысячи небольших пространств, ни одно из которых не содержит достаточного количества пара для поддержания горения. Эта пена также служит для уменьшения выплескивания топлива . Основными производителями этой технологии являются Hutchinson, Amfuel (ранее Zodiac ) (ранее Firestone ), Meggitt (ранее Goodyear ), Robertson Fuel Systems, GKN USA, FPT Industries и Safran Aerosystems. ^[8] FPT теперь является частью GKN. ^[9] Для военного использования танки соответствуют стандарту MIL-DTL-27422 (включая требования к ударопрочности ) или MIL-DTL-5578 (безопасность к ударам). Топливный бак самолета иногда состоит из нескольких соединенных между собой топливных элементов. Соединительные шланги обычно также являются самоуплотняющимися. ^[10]

Помимо военных самолетов, некоторые военные машины оснащены самоуплотняющимися топливными баками, например, Корпуса морской пехоты США . LAV-AT бронемашины ^[11] Ярким примером невоенного транспортного средства, в котором используются самоуплотняющиеся топливные баки, является государственный автомобиль президента США , который используется со времен Джона Ф. Кеннеди SS-100-X . ^[12]^[13]

Самоуплотняющиеся топливные баки с использованием военной техники также необходимы в некоторых категориях автоспорта . ^{[ нужна ссылка ]}

Ссылки

Примечания

^ Дитрих, Ной; Томас, Боб (1972). Говард, Удивительный мистер Хьюз . Гринвич: Fawcett Publications, Inc., с. 136.
^ «Хендерсон (реклама)» . Полет . 25 июля 1940 г. с. 2. Архивировано из оригинала 25 октября 2012 г. – на сайте Flightglobal.com.
^ «Гениальный Ю-88» , полет : ф, 1940 г., архивировано с оригинала 5 марта 2016 г.
^ Бензобак для герметизации прокола
^ Патент США 2424701 , Merrill, «Кожух топливного бака», выдан 29 июля 1947 г. Текст и изображения USPTO.
^ Панко, Рэй (29 ноября 2017 г.). «Проблема самоуплотняющихся топливных баков: емкость, а не вес» . Музей авиации Перл-Харбора . Проверено 29 декабря 2022 г.
^ Исследование устойчивых к авариям топливных систем вертолетов
^ «О компании Safran Aerosystems» .
^ «О GKN (История компании – Портсмут)» . Проверено 5 декабря 2011 г.
^ «Справочник студента UH-60A» (PDF) . Боевой центр армии США. 2008. стр. Д-3. Архивировано из оригинала (PDF) 5 января 2012 года . Проверено 5 декабря 2011 г.
^ Джонс, Колтон. «Легкие бронированные машины Корпуса морской пехоты США получат новые самоуплотняющиеся топливные баки» . Оборонный блог . Проверено 12 сентября 2022 г.
^ Журналы, Hearst (январь 1993 г.). Популярная механика . Журналы Херста.
^ Гринберг, Питер (17 октября 2013 г.). «Внутри бронированного лимузина президента» . Автонеделя . Проверено 12 января 2021 г.

Источники

Данн, Ричард Л. (2011). Взрывные топливные баки — сага о технологиях, изменивших ход воздушной войны на Тихом океане. ISBN 978-1-4507-7305-8
Гастин, Эммануэль (1999). Броня истребителя . Проверено 4 августа 2005 г.
«История самоуплотняющегося резервуара». (февраль 1946 г.). Труды Военно-морского института США , стр. 205.

Внешние ссылки

[Noah-1] Дитрих, Ной; Томас, Боб (1972). Говард, Удивительный мистер Хьюз . Гринвич: Fawcett Publications, Inc., с. 136.

[2] «Хендерсон (реклама)» . Полет . 25 июля 1940 г. с. 2. Архивировано из оригинала 25 октября 2012 г. – на сайте Flightglobal.com.

[3] «Гениальный Ю-88» , полет : ф, 1940 г., архивировано с оригинала 5 марта 2016 г.

[4] Бензобак для герметизации прокола

[5] Патент США 2424701 , Merrill, «Кожух топливного бака», выдан 29 июля 1947 г. Текст и изображения USPTO.

[6] Панко, Рэй (29 ноября 2017 г.). «Проблема самоуплотняющихся топливных баков: емкость, а не вес» . Музей авиации Перл-Харбора . Проверено 29 декабря 2022 г.

[7] Исследование устойчивых к авариям топливных систем вертолетов

[SAO-8] «О компании Safran Aerosystems» .

[GKN-9] «О GKN (История компании – Портсмут)» . Проверено 5 декабря 2011 г.

[UH-60_handbook-10] «Справочник студента UH-60A» (PDF) . Боевой центр армии США. 2008. стр. Д-3. Архивировано из оригинала (PDF) 5 января 2012 года . Проверено 5 декабря 2011 г.

[11] Джонс, Колтон. «Легкие бронированные машины Корпуса морской пехоты США получат новые самоуплотняющиеся топливные баки» . Оборонный блог . Проверено 12 сентября 2022 г.

[12] Журналы, Hearst (январь 1993 г.). Популярная механика . Журналы Херста.

[13] Гринберг, Питер (17 октября 2013 г.). «Внутри бронированного лимузина президента» . Автонеделя . Проверено 12 января 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

v т и Топливные баки самолетов
Internal tanks	Ferry tank Inerting system Self-sealing fuel tank Tokyo tanks Wet wing
External tanks	Conformal fuel tank Drop tank
Related topics	Aircraft fuel system

v т и самолета Компоненты и системы
Airframe structure	Aft pressure bulkhead Cabane strut Canopy Crack arrestor Cruciform tail Dope Empennage Fabric covering Fairing Flying wires Former Fuselage Hardpoint Interplane strut Jury strut Leading edge Lift strut Longeron Nacelle Rib Spar Stabilizer Stressed skin Strut T-tail Tailplane Trailing edge Triple tail Twin tail V-tail Vertical stabilizer Wing root Wing tip Wingbox
Flight controls	Aileron Airbrake Artificial feel Autopilot Canard Centre stick Deceleron Dive brake Dual control Electro-hydraulic actuator Elevator Elevon Flaperon Flight control modes Fly-by-wire Gust lock HOTAS Rudder Rudder pedals Servo tab Side-stick Spoiler Spoileron Stabilator Stick pusher Stick shaker Trim tab Wing warping Yaw damper Yoke
Aerodynamic and high-lift devices	Active Aeroelastic Wing Adaptive compliant wing Anti-shock body Blown flap Channel wing Dog-tooth Drag-reducing aerospike Flap Gouge flap Gurney flap Krueger flap Leading-edge cuff Leading-edge droop flap LEX Slats Slot Stall strips Strake Variable-sweep wing Vortex generator Vortilon Wing fence Winglet
Avionic and flight instrument systems	ACAS Air data boom Air data computer Aircraft periscope Airspeed indicator Altimeter Annunciator panel Astrodome Attitude indicator Compass Course deviation indicator EFIS EICAS Flight management system Glass cockpit GPS Head-up display Heading indicator Horizontal situation indicator INS ISIS Multi-function display Pitot–static system Radar altimeter TCAS Transponder Turn and slip indicator Variometer Yaw string
Propulsion controls, devices and fuel systems	Autothrottle Drop tank FADEC Fuel tank Gascolator Inlet cone Intake ramp NACA cowling NACA duct Self-sealing fuel tank Splitter plate Throttle Thrust lever Thrust reversal Townend ring War emergency power Wet wing
Landing and arresting gear	Aircraft tire Arrestor hook Autobrake Conventional landing gear Drogue parachute Landing gear Landing gear extender Oleo strut Tricycle landing gear Tundra tire
Escape systems	Ejection seat Escape crew capsule
Other systems	Aircraft lavatory Auxiliary power unit Bleed air system Deicing boot Emergency oxygen system Environmental control system Flight recorder Hydraulic system Ice protection system In-flight entertainment system Landing lights Navigation light Passenger service unit Ram air turbine