Что произойдет, если топливные баки попадут под обстрел?

Хорошо, позвольте мне расширить свои комментарии об инертном газе до ответа Петера Кемпфа на собственный ответ.

Аргон или азот?

Был задан вопрос, является ли аргон подходящим инертным газом. Хотя в принципе это так, это также редкий элемент и поэтому дорогой. Лучшим выбором является азот. Он составляет 79% воздуха и намного дешевле.

Например, я нашел ~50€ за 50-литровый баллон азота и ~100€ за аргон. Но нужно также иметь в виду, что мощности по производству аргона не очень велики, поэтому, если авиация начнет закупать его в больших количествах для использования в качестве инертного газа, цена вскоре вырастет.

Аргон и азот — газы, которые нельзя сжижать при нормальной температуре, поэтому их хранят под давлением в таких баллонах:

Изготавливаются из стали, выдерживающей давление до 200-300 бар (атмосфер). Итак, большая 50-литровая бутылка без наполнения весит 77 кг (извините, немец) .

В настоящее время также гражданские самолеты часто оснащаются системой инертного газа, так как бак центрального крыла TWA800 взорвался, скорее всего, из-за короткого замыкания в электросети.

Но когда дело доходит до более крупных самолетов с большими баками, газовые баллоны становятся проблемой: запас топлива A380 составляет 325 000 литров. Представьте, что вы хотите наполнить его баки из упомянутых выше 50-литровых бутылей. Объем одного баллона увеличивается до 10 000–15 000 литров при давлении на уровне моря, поэтому для А380 вам потребуется 20–32 баллона.

Эти бутылки имеют вес почти 2,5 тонны и требуют некоторого пространства. Высокое давление также является проблемой, и, конечно же, вы должны заправлять баллоны после каждого полета.

Таким образом, не рекомендуется использовать эту систему на больших самолетах.

Я был совершенно уверен, что когда-то читал, что по крайней мере небольшие самолеты, такие как истребители, используют бутылки, но я не нахожу никаких доказательств. С другой стороны, F35 может перевозить до 10 000 литров во внутреннем баке, поэтому ему также потребуется 50-литровая бутылка. Итак, я думаю, что я что-то неправильно понял.

СО2?

Преимущество CO2 в том, что он становится жидким под давлением. Вам не понадобится столько баллонов, а сами баллоны будут легче. Но CO2 может вызвать коррозию , если найдет несколько капель воды, поскольку он превращается в угольную кислоту.

Выхлопной газ?

Газ, образовавшийся в результате пожара, больше не горит. Это действительно используется для заполнения бака больших кораблей, но вы не можете взять его из главного двигателя: это дизельные двигатели, которые всегда работают с избытком воздуха, поэтому выхлопные газы содержат кислород. Корабли сжигают некоторое количество топлива со сбалансированным количеством воздуха в генераторе инертного газа .

Поскольку в этом контексте вентиляторы аналогичны дизельным двигателям, выхлопные газы не являются решением проблемы. Этот газ также содержит CO2 и воду, поэтому в целом может не подходить для авиации.

галон

Многие старые боевые самолеты, такие как F16, используют галон для тушения огня, а также для наполнения баков. Поскольку галон является одним из самых опасных парниковых газов, его производство было прекращено в 1994 году, и в этом документе описывается поиск альтернатив, работающих в основном таким же образом:

Объясню вкратце: внутри огня молекулы горящего материала распадаются и соединяются с атомами кислорода. Это соединение дает энергию, которую мы хотим в наших двигателях, а не в баке. Галон вступает в реакцию и соединяется с открытыми концами. Реакция между кислородом и веществом, дающим энергию, больше не может происходить.

Говорят, что около 6% галона в воздухе достаточно для тушения пожара, 10% и более можно выжить, если время воздействия не слишком велико.

Галон не использовался в качестве инертного газа, но его вводили в танки незадолго до ожидаемого боя.

Бортовая система генерации инертного газа (OBIGGS)

Сегодняшнее решение состоит в использовании бортовой системы генерации инертного газа (OBIGGS) , разработанной NASA/Boeing.

Он использует своего рода мембрану, через которую азот проходит легче, чем кислород. Отбираемый воздух подводится к этой мембране под некоторым давлением. Кислород задерживается, и вы получаете воздух со значительно меньшей долей кислорода за мембраной. На маркировке есть устройства, которые производят 2 фунта в минуту с остаточным содержанием кислорода до 1%.

Цель - чтобы в баке было не более 9-12%, см. ссылку на НАСА выше.

Кстати: в Первую мировую войну Германия отправила в Англию дирижабли, наполненные водородом. Можно было предположить, что простая стрельба по ним уничтожит их, но дыры были слишком малы, чтобы вызвать разумную потерю водорода. И разве что пули давали искры при попадании в какую-нибудь сталь в кораблях, они тоже корабли не поджигали. Выяснилось, что стрелять штатными боеприпасами по дирижаблям совершенно бесполезно.

Решение заключалось в использовании боеприпаса слежения на основе люминофора, который поджигал водород, вытекающий из утечек других пуль.

Худший случай зависит от типа пули. Если трассирующая пуля попадет в пустой топливный бак, содержащий смесь воздуха и паров топлива, последует взрыв. Обычная пуля просто пробьет дыру в баке, но не будет достаточно горячей, чтобы начать возгорание.

На современных авиалайнерах и боевых самолетах топливные баки будут заполнены инертным газом, поэтому окислителя недостаточно для поддержки горения. Даже трассирующая пуля не подействует. Однако теперь в баке будет отверстие, и если оно будет ниже уровня топлива, часть его вытечет и может воспламениться от горячего предмета. Это будет основным источником возгорания, но не приведет к взрыву.

Со времен Второй мировой войны в большинстве военных самолетов использовались самоуплотняющиеся баки с тем же эффектом. Это был двухстенный бак с резиновым средним слоем, который набухал при смачивании топливом и закрывал пробоину.