Почему у самолетов неиспользуемый запас топлива?

Из этого вопроса я узнал , что Cessna 152 вмещает 5,6 литров топлива, которое она не может использовать.

Почему он предназначен для хранения топлива, которое он не может сжечь, тем более что загрязнение топлива водой вызывает беспокойство?

5,6 литров - не такой уж большой расход...
Не то чтобы я беспокоился об этом, я был сбит с толку, пока не прочитал пояснения ниже. Теперь это имеет смысл.
непригодное топливо подобно непригодной зубной пасте.
@kevin: Значит, его сбрасывают вместе с остальной частью двигателя всякий раз, когда поездка заканчивается?
@Mehrdad: После полета баки можно просто заправить. Если крылья/баки должны пройти техническое обслуживание, то может возникнуть необходимость слить непригодное топливо.
@kevin: Я знаю, я пошутил. Я пытался указать, что это не очень похоже на сценарий с зубной пастой.
Это похоже на то, что оба одинаково бесполезны — вы можете работать, чтобы получить часть из них. Но только если вам это действительно нужно. :-)
Это не уникальная характеристика самолетов. Любой топливный бак, который не опорожняется из самой нижней точки, будет содержать непригодное для использования топливо.

Ответы (5)

Пилот здесь (с Cessna 152 часа), а также инженер, который в какой-то момент своей жизни проделал большую часть пути к лицензии техника по планеру и силовой установке.

Есть несколько причин, которые способствуют производству «непригодного топлива»:

  1. Топливные баки на самолетах имеют сложную форму - они включают в себя перегородки и другие стенки (с отверстиями в них), чтобы предотвратить нарастание колебаний во время движения в полете. Иногда эти перегородки даже встраиваются в резервуары в конце цикла проектирования, поскольку испытания обнаруживают проблемы с колебаниями. Эти перегородки приводят к «геометрической ловушке» топлива в укромных уголках и закоулках.
  2. Забор топлива из топливного бака в самолете более сложен — автомобили почти плоские с небольшими наклонами, в то время как планер может иметь всевозможные странные и устойчивые направления, в которых топливо хочет двигаться из-за ускорения. Представьте себе удлиненную наклонную спираль при спуске — топливо испытывает гораздо большее поперечное ускорение в течение более длительного периода времени, чем автомобиль. Заставить топливную систему выкачивать топливо под разными углами сложно (обратите внимание, что я выбрал неакробатический маневр, для которого Cessna 152, о котором вы спрашиваете, подходит здесь).
  3. Все это является компромиссом между стоимостью и сложностью - существуют решения для 1 и 2 выше - истребители используют топливные камеры, которые имеют напорные камеры, предназначенные для выдавливания топлива, так что они могут получить почти все топливо даже при высоких перегрузках и необычных условиях. углы. Пилотажные самолеты также имеют более дорогие и сложные системы, чем старая и дешевая Cessna 152.

Есть и другие соображения, но в основном они сводятся к тому, может ли рассматриваемый самолет оправдать затраты и усилия, чтобы получить все до последней капли топлива.

В ракетах все еще сложнее — лунные ракеты (собственно, Сатурн-5, хотя это была конкретно разгонная ступень) имели специальные дополнительные двигатели, называемые двигателями незаполненного пространства, единственная задача которых заключалась в том, чтобы дать ступени небольшой толчок в космосе, чтобы подтолкнуть топливо к цели. в задней части ракеты, чтобы главные двигатели могли набирать топливо и запускаться.

Редактирование дополнения: @supercat ниже - определение непригодного для использования топлива установлено частью 23 федеральных авиационных правил, раздел 959 ( FAR 23.959 ) и, по сути, является наихудшим случаем при «предназначенной эксплуатации» для конкретного самолета. Так как Cessna 152 не имеет пилотажных характеристик, например, неиспользованное топливо определяется как уровень топлива, при котором НЕКОТОРЫЙ предполагаемый маневр может вызвать ошибку топливной системы. На практике, особенно в горизонтальном полете, часть этого неиспользуемого топлива будет доступна для использования, хотя вы не должны планировать его использование при планировании полета.

Объявление 2). На самом деле автомобиль может иметь довольно серьезный крен при срезании поворотов или резком торможении. Шины имеют коэффициент трения 0,8-1,0 на сухой дороге, поэтому эффективный вектор силы тяжести может наклоняться примерно на 40-45°. С другой стороны, у самолетов нет ничего, что могло бы создавать боковую силу, сравнимую с подъемной силой, поэтому их эффективный вектор гравитации не может быть почти таким же, и пилоты избегают любых таких сил, поскольку они также вызывают большое сопротивление. В скоординированном полете мяч скольжения находится в центре, а мяч скольжения находится на уровне мяча!
С другой стороны, конечно, топливные баки на самолетах намного шире, поэтому любое боковое ускорение в них оказывает большее влияние.
Как быть с грязью или водой, которые оседают ниже выпускного топливного клапана и поэтому не попадают в двигатель? Это тоже не причина?
RE № 2: «В плане пилотажа» вращение — отличный способ перемещать топливо в баках. На самом деле, хорошее вращение вокруг ЦТ переместит топливо наружу из крыльевых баков; он будет перемещать что-либо слева или справа от компьютерной графики дальше влево или вправо. Я считаю, что Cessna 152, имеющая топливопроводы гравитационной подачи в корне крыла, фактически перестанет работать примерно через 6-8 оборотов, поскольку вы, по сути, перестали подавать топливо в двигатель. Давно я не тренировал штопор на этом самолете. И никогда до такой степени, чтобы перемещать непригодное топливо. :-)
@Jan Hudec - хорошие моменты, у меня изначально был ответ примерно в 3 раза длиннее, и я старался сделать его простым. В скоординированном полете тяга ускорения действительно будет направлена ​​«вниз» к системе отсчета самолета. Однако инженеры планера не могут полагаться на это при расчетах наличия топлива, потому что допустимые маневры, такие как боковое скольжение (одобренное для потери высоты), не требуют этого скоординированного условия. Если вы всегда «наступаете на мяч» и сохраняете координацию, у вас может быть доступ к части этого топлива, которое оценивается как непригодное для использования, хотя я бы не стал рассчитывать на это при планировании!
@Шон - Да! А некоторых пилотов учат маневрам, которые специально используются для перемещения топлива по бакам. В «Потерянной Луне» есть хороший отрывок о том, как астронавты использовали маневровые ракеты посадочного модуля для сжигания незаполненного пространства командного модуля (если я правильно помню, я могу ошибаться в деталях). Друг, который летал на грузовых самолетах для военных, рассказал мне о причудливом откидном наконечнике, который они использовали для перераспределения топлива, хотя я даже не могу вспомнить, для какого самолета это было.
Представляет ли спецификация «непригодное» топливо топливо, которое никогда не будет использовано, или вместо этого представляет собой гарантию того, что не более 5,6 литров будет недоступно в условиях крена, тангажа и ускорения, которые можно было бы использовать для посадки самолета?
Я всегда думал, что «непригодное» топливо — это топливо, доступ к которому невозможно получить при нормальных условиях эксплуатации. Хотя я скажу, что если вы когда-либо пытаетесь использовать непригодное топливо, у вас, вероятно, есть более важные вещи, о которых стоит беспокоиться. :-)
См. дополнение выше. непригодное топливо - это худший случай, поэтому, если у вас было столько топлива во время худшего маневра (одобренного для самолета) для топливной системы, вам нужно иметь как минимум номинальное непригодное топливо, чтобы предотвратить проблему.
Можно ли использовать в самолетах топливный бак в форме воронки, чтобы все топливо проходило через двигатель? (звучит смешно сейчас, когда я думаю об этом)
@shortstheory - Куда бы мы поставили топливный бак в форме воронки? Топливный бак обычно находится внутри крыльев, чтобы иметь большой объем для хранения без увеличения размера, поскольку увеличение размера самолета = большее сопротивление. Таким образом, есть серьезные аэродинамические причины для общей формы бака. Однако дополнительные топливные баки часто размещаются в пассажирском салоне, они имеют другую форму и часто имеют гораздо меньше проблем с неиспользуемым топливом.
@EzekielKruglick, спасибо, я забыл, что танки в основном в крыльях!

тем более, что загрязнение топлива водой вызывает беспокойство?

Это одна из причин. Топливо плавает в воде, поэтому вода скапливается на дне бака вместе с другим мусором. Не забирая последние остатки топлива со дна бака, вы избегаете попадания этого вещества в двигатель.

Это может быть правдой в некоторых системах, но другие пытаются выкачать последние остатки топлива из бака. Горловины для забора топлива во многих чероки находятся прямо у стоков поддона (около самой нижней внутренней точки топливного бака), поэтому вы, вероятно, получите воду раньше , чем заправитесь бензином. В этой системе работа газколятора состоит в том, чтобы избавиться (или, точнее, удержать) воду и «мусор» - на самом деле чаша газколятора составляет примерно половину неиспользуемого запаса топлива в некоторых моделях.
@ voretaq7 Я думаю, именно поэтому вы сливаете немного из каждого бака в Cherokee во время подготовки к полету.
@slicedtoad Частично, но вы проверяете свое топливо на наличие воды даже в баках, которые, как правило, содержат больше «непригодного для использования топлива» из-за своей конструкции, и у них, как правило, больше точек отстойника прямо там, где собирается непригодное топливо (например, 800 точек отстойника на некоторых Cessna с топливными баками). Топливозаборники, как правило, все еще находятся довольно низко в баке, а это означает, что вода, которая движется вокруг во время маневрирования, может выплескиваться из одного места, где она безвредна, и подбираться достаточно близко к топливозаборнику, чтобы попасть в двигатель.
Я предполагаю, что любой самолет, который не использует топливный насос (и многие из них), будет подавать топливо в самую нижнюю точку бака, чтобы гравитация могла уменьшить работу насосов. @voretaq7 прав.

Почти любая система, которая перемещает жидкость, сохраняет определенный объем. В вашем случае в трубах имеются различные изгибы, и некоторые из этих изгибов идут вверх. Да, питание самотеком, но обратите внимание на запорный клапан на полу. Теперь обратите внимание на уровень карбюратора. Любое топливо ниже уровня карбюратора непригодно для использования, так как у нас нет возможности протолкнуть его через остальную часть трубопровода без добавления жидкости за ним.

Если мы обратимся к вещам с насосом, неиспользуемое количество может значительно возрасти. Объем жидкости между насосом и конечным пунктом назначения будет считаться непригодным по той же причине — когда насос высохнет, мы больше не сможем его перемещать.

Один менеджер ресторана, которого я знал, установил систему дозирования напитков по счетчику. Вся выпивка находится в (запертой) кладовой, бармены нажимают кнопку, и из крана выливается ровно одна унция. Единственная жалоба, которая у него была, заключалась в том, что заправка системы стоила 500 долларов за единицу , и ему приходилось держать в бухгалтерских книгах тысячи долларов «непригодного» алкоголя.

Это лучший ответ на заданный вопрос. Во всяком случае, топливо, которое прилипает к стенам за счет поверхностного натяжения, непригодно для использования, поэтому оно всегда будет. Даже если проектировщики постараются минимизировать его, он не будет равен нулю.

Термин «непригодный для использования» — это очень специальное определение. Это происходит из конкретного теста, описанного в FAA FAR Part 23. Это не то же самое, что обычное значение слова «непригодный для использования».

Для легких самолетов с одним двигателем, таких как Cessna 152, FAA FAR Part 23 требует, чтобы доступный расход топлива составлял 125% от максимального расхода двигателя. 150 % для систем с чисто гравитационной подачей. При сертификационных испытаниях расход топлива измеряется при снижении уровня в баках. Как только расход опускается ниже 125 или 150 %, все оставшееся топливо объявляется непригодным к использованию. Это должно быть сделано, когда самолет поддерживается в режиме набора высоты носом вверх.

Таким образом, формальный термин «непригодный для использования» означает, что это последнее количество топлива может быть недоступно в положении с поднятым носом при полной мощности двигателя.

В горизонтальном крейсерском режиме вы обычно можете опорожнить топливные баки до последней капли.

Я делаю это вслепую, но полагаю, что в некоторых случаях топливо циркулирует для теплообмена.

Что-то вроде SR-71?
Ни в одном известном мне самолете АОН. Возможно в авиалайнерах и военных самолетах.
Достаточно распространен в более крупных самолетах, чтобы иметь топливно-масляный теплообменник, охлаждающий масло и нагревающий топливо достаточно, чтобы растопить любые кристаллы льда, которые образовались в топливе, когда оно остыло до чего-то близкого к OAT на большой высоте. Проблема заключается не в воде в топливе как таковой, а в засорении топливного фильтра кристаллами. Все это говорит о том, что это просто дополнительная сантехника в топливопроводе, и динамика, упомянутая в других сообщениях, не сильно изменится с теплообменником или без него.
Почему у самолетов неиспользуемый запас топлива?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v