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飛機機翼那麼薄,為什麼要把油箱安在機翼上?

2022-12-30由 和諧讓步 發表于 歷史

將油箱放置在飛機機翼中,透過平衡機翼的升力和機身重量來提高整體結構效率,降低飛機燃油系統的複雜性,並透過將燃油放置在遠離乘客艙的地方來提高乘客的安全性。

飛機機翼那麼薄,為什麼要把油箱安在機翼上?

為什麼飛機油箱位於機翼上?

最早的飛機設計,是將油箱安裝在飛機機身上,通常在發動機防火牆和駕駛艙之間。這是一個符合邏輯且合理的位置,因為那時的飛機為織物覆蓋,通常還有木製的機翼結構。

而後來,飛機的發展,出現了更多更先進的因素,譬如機翼結構、系統和乘客安全的原因,新的飛機設計通常將油箱設定在機翼上。

飛機機翼那麼薄,為什麼要把油箱安在機翼上?

機翼燃料提高結構效率

用一隻手握住磚頭,慢慢地伸出手臂,磚塊也變得越來越難以握住。這稱為“彎矩”。

彎矩描述了結構中的扭轉應力。

彎矩驅動了大部分強度要求,需要加強飛機的結構。想象一下,如果把磚塊理解為粉碎的小塊,並沿著你的手臂分佈,是不是與在機翼中放置燃料的基本原理相同。

考慮到飛機——飛機的質量集中在機身內的重心。 該質量必須由飛行中的機翼支撐。總質量的更多位於機身,施加在機翼根部結構上的彎曲應力就越大。

如果該質量中的部分可以遠離機身,機身減輕,而機翼上的總彎矩卻是減小的。

現代飛機的燃料和發動機基本都佈局在機翼上,由此引入向下彎曲的力矩以減少機翼根部力矩。

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這些彎矩如何影響機翼結構的設計?

同樣質量的飛機,為抵消機身和燃料更大的重量形成升力,無機翼燃料的機型,勢必在其翼梁或翼梁中需要更多的橫截面積。這將導致機翼結構更重或難以設計製造符合空氣動力學的機翼結構。

顯然,相比之下,機翼燃料飛機能夠使用更輕、更薄的翼梁或翼梁來實現相同的機翼強度,達到更大的升力。

機翼燃油簡化燃油系統設計

在機翼中設定燃料可大大降低燃油系統的複雜性,尤其是在上翼單引擎飛機中。很好理解,位於上單翼的燃油,可以利用燃油重力將其輸送到發動機中,而無需過多泵壓。

在多發飛機中,機翼燃料可就近輸送到同樣置於機翼上的發動機,

最大限度地減少了對複雜管道的需求。

機翼燃油提高乘客安全性

除了機翼油箱的工程設計優勢外,將燃料定位在機翼油箱中的根本好處是改進燃油洩漏或其他受損情況下的乘客安全。

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事實證明,

特別是在地面火災 + 燃料充足時,乘客可以獲得寶貴的疏散距離和時間。

大家可以瞭解下華航的飛機地面失火事件。

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