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为什么飞机要把油装在薄薄的机翼里?一次近百吨重,不怕压断吗?

发帖时间:2024-06-21 11:47:56

飞机的飞机高速,为我们出游提供了很大的把油薄的不怕便利。但大家别忘了,装薄短短几小时的机翼近百旅程,飞机所消耗的吨重燃料却不可小觑而这些燃油都被分别储存在飞机的压断三个油箱中。

甚至就连看似脆弱的飞机机翼上也能存储大量的燃油



这时候可能很多人都会觉得非常不可思议:这样薄薄的把油薄的不怕机翼如何容纳如此庞大的燃料量呢?万一在空中高速飞行的时候不小心被压断了怎么办?

为什么要在机翼储油?

在飞机设计的初期阶段,设计人员就曾因为燃油的装薄储存位置而头疼不已。

他们面临着一个棘手的机翼近百问题:如何在有限的空间内,最大限度地储存足够的吨重燃料,以满足飞机长途飞行的压断需求?又有哪里可以承受近百吨的燃油重量?

对于飞机来说,机翼就像鸟儿的飞机翅膀一样,是把油薄的不怕飞行中的核心组件之一,承担着使飞机在空中平稳飞行的装薄重要任务。



机翼的形状设计得非常巧妙,通常采用翼型结构,上表面凸起而下表面相对平坦。当飞机在空中飞行时,空气在机翼上表面流速更快,压力更低,而在下表面则相反,产生了压力差。

这也就是我们常说的伯努利定律,这种压力差导致了升力的产生,使得飞机得以顺利飞行。

虽然机翼看起来好像只有薄薄的一片,但其实它的内部却隐藏着巨大的“玄机”,甚至能够承受数十吨的重量。

机翼通常由内部桁架、蒙皮和各种内部结构组成。内部桁架是机翼的骨架,类似于人体的骨架,承担着整个机翼的重量。



现代飞机中的桁架通常由高强度的金属合金或者先进的复合材料构成,如铝合金、钛合金、碳纤维复合材料等,不仅具有足够的强度和刚度,还能够在保证机翼轻量化的同时提供出色的耐久性和寿命。

机翼的蒙皮则是机翼外部的覆盖层,类似于人体的皮肤,能够保护内部结构免受外界环境影响的同时,改善机翼的气动性能,减少阻力,提高飞行效率。

通常蒙皮也会采用高强度的金属材料来确保机翼的整体性能和安全性。



但就算机翼能够承载如此重的重量,为什么设计人员非要把油箱装在机翼上呢?放在更宽阔的地方不是更好吗?

那么我们来看看飞机的整体布局,飞机的内部空间资源非常宝贵,虽然客舱占据了相当大的面积,但几乎所有的空间都被用来为乘客提供舒适的环境和服务,头等舱、商务舱、驾驶舱、厨房、洗手间等等。

显然,如果我们想要在这里再划分出一块足够的区域,储存燃料的话不太现实,那么还有哪里可以空间又大又安全?



设计人员就把目光瞄准了机翼,机翼作为飞机的主要结构之一,具有较大的体积和空间,因此成为了储存燃油的首选位置之一。

设计人员将燃料箱安装在机翼内部,不仅可以充分利用飞机的内部空间,更重要的是降低风阻并且提高燃油效率。

燃油供应系统是飞机的关键部件之一,它负责将燃油从油箱输送到发动机,提供动力供给飞机飞行。所以一个高效、可靠的燃油供应系统对于飞机的安全飞行来说至关重要。

传统的燃油供应系统通常把油箱安装在飞机机身内部或者机翼外部,然后通过长长的燃油管道将燃油输送到发动机。



这种设计最大的缺点就是:极易受到外部环境的影响,增加了燃油泄漏和故障的风险

如果将油箱安装在机翼内部,则可以大大简化燃油供应系统的设计和布置,燃油管道可以更直接地连接到机翼上的油箱,减少了管道的长度和复杂度

机翼内部的空间通常较为宽敞,由坚固的结构和材料构成,能够有效地保护油箱和管道免受外部冲击和损坏,减少燃油流动的阻力,还降低了燃油泄漏和故障的风险,提高了燃油供应系统的可靠性。



而且,将油箱放置在机翼上也可以将部分燃油的重量分布在机翼上,从而降低了飞机其他部件的重量,使得飞机的重心向下移动,更接近飞机的中心位置。

这样一来,飞机的重心位置更稳定,飞机在面对气流扰动或变化时也会减少俯仰和滚转运动,飞机飞行途中也会更加的稳定和安全



如何防止飞行过程中油液摇晃?

那么这时候,我们就要考虑另外一个问题了:在飞机起飞、降落或者遇到气流颠簸的时候,如何控制机翼油箱里的燃油摇晃?

大家都知道飞机通常配备有专门的防震装置,如减震器、缓冲器等。这些装置通常安装在机翼和机身连接处,能够吸收和分散来自飞行中颠簸和振动的能量,防止飞机在飞行中的剧烈颠簸,减少气流对机翼油箱内油液的影响。

但就算再高级的防震装置也无法保证飞机百分百不晃动,那么这个时候飞机就会通过燃油平衡系统,来调节各个油箱油料消耗的顺序来保证飞机自身的平衡。



在油箱内部,设计师们使用隔板把油箱内部的空间分隔成多个独立的区域。这样一来,即使在飞行过程中出现剧烈的颠簸或振动,油液也不会在油箱内部自由流动,而是被隔板限制在各自的区域内。

同时,油箱内部还采用了衬垫等材料吸收振动和冲击,保护油箱内部的结构,延长其使用寿命,提高飞机的可靠性和安全性。

除了油箱内部的结构之外,设计师还会在管道的连接处采用专门的连接件和密封材料,如抗燃抑爆的橡胶或者聚合物,确保管道之间的连接牢固且密封性良好,避免燃油泄漏的发生。



随着环保意识的不断提升,航空业也在积极寻求能够替代传统燃油的可再生能源。氢燃料因其清洁、环保的特性而备受关注,被视为航空业的潜在替代燃料之一。

今年,我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机取得了重大突破,成功进行了首飞,标志着我国在氢能源航空领域的技术实力和创新能力得到了肯定。

更为令人振奋的是,这种飞机的碳排放量接近于零,为环境保护作出了积极贡献。



然而,要实现氢能源飞机的商业化应用,还需要面临重重的困难。传统的燃料储存方式显然已经不能满足需求,氢气的储存方式有着截然不同的要求。

由于氢气的密度远远低于液态燃料,因此需要更大的空间来存放相同数量的能源。这可能会导致飞机结构的改变,例如需要重新设计机身或机翼,以适应更大的储存空间。

而且相比传统燃料来说,氢气具有高度的易燃性和爆炸性,一旦泄漏或发生事故,可能会带来严重的安全隐患,安全性也成为氢能源飞机面临的重要挑战之一。

不过,随着技术的进步和工程技术的发展,我们有理由相信航空业一定会朝着更加环保、高效的方向发展。

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