Самоуплотняющийся топливный бак - Self-sealing fuel tank

Самоуплотняющийся топливный бак Me 262

Самоуплотняющийся топливный бак представляет собой тип топливного бака, обычно используемый в авиационных топливных баках или топливных баллонах , что предотвращает их от утечки топлива и зажигания после того, как их повреждения.

Типичные самоуплотняющиеся баки состоят из нескольких слоев резины и армирующей ткани, один из вулканизированного каучука и один из необработанного натурального каучука, который может поглощать топливо, набухать и расширяться при контакте с топливом. Когда топливный бак прокалывается, топливо просачивается в слои, вызывая набухание необработанного слоя и, таким образом, герметизацию прокола.

Похожая концепция также используется для изготовления самоуплотняющихся шин, работающих без спуска .

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, чтобы сохранить в тайне любое обсуждение или публикацию изобретения. Заказ был аннулирован Патентным ведомством США 26 сентября 1918 года, и 9 августа 1921 года Мердоку в конечном итоге был предоставлен патент США 1386 791 «Самопрокалывающееся герметизирующее покрытие для топливных контейнеров». Военный самолет, построенный Гленном Л. Мартином. Компания использовала этот самоуплотняющийся топливный бак.

Говард Хьюз использовал неопрен для герметизации топливных баков во время своего кругосветного полета в 1938 году .

Вторая Мировая Война

В новейших поколениях довоенных и ранних летательных аппаратов самоуплотняющиеся баки использовались для минимизации ущерба от утечки или сжигания топлива. Из обычного топливного бака при попадании огнестрельного оружия могло быстро протечь топливо. Это не только уменьшило эффективную дальность полета самолета, но и создало значительную опасность пожара. Поврежденные топливные баки также могут разорваться, разрушить планер или серьезно повлиять на летные характеристики .

Стало понятно, что из-за ограничений по весу было непрактично просто добавлять броневые листы к топливным бакам самолетов; был необходим метод предотвращения утечки топлива из поврежденных баков.

Ранние попытки защиты топливных баков заключались в использовании металлических баков, покрытых изнутри или снаружи материалом, который расширялся после прокола. Исследования показали, что выход снаряда, а не вход, представлял большую проблему, поскольку он часто падал, создавая большое выходное отверстие. Среди самых ранних версий этих типов танков были танки, изготовленные в Великобритании в аэропорту Портсмута компанией Fireproof Tanks Ltd (образована в 1939 году). Эти танки впервые были установлены в легких бомбардировщиках Fairey Battle, другие версии устанавливались 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 противоаварийные самоуплотняющиеся топливные и масляные баки, которые были стандартно установлены на тренажер Miles Master .

Немецкие авиаконструкторы использовали слои резины, наложенные поверх кожаной кожи с обработанной внутренней поверхностью из волокна, для самоуплотняющихся баков на Junkers Ju 88 в начале войны.

Производство самоуплотняющихся газовых баллонов на Goodyear, 1941 г.

В Соединенных Штатах Эрнст Эгер из United States Rubber Company (позже Uniroyal ) запатентовал конструкцию самоуплотняющегося топливного бака в 1941 году, став одной из многих компаний, участвовавших в разработке этой технологии во время войны. Элмо Э. Хэнсон, ведущий химик компании Firestone Tire and Rubber Company, 21 января 1941 г. подал патент на самоуплотняющиеся резервуары, патент 2 404 766. Химик Goodyear Джеймс Меррилл подал патент в 1941 году (опубликован в 1947 году) на усовершенствование и успешное тестирование своего метода изготовления самоуплотняющихся баков с использованием двухслойной системы резиновых смесей, заключенных в металлическую внешнюю оболочку или обшивку крыла самолета. В 1942 году он был отмечен Советом по военному производству, и танки Goodyear были впоследствии переданы на вооружение истребителям Vought F4U Corsair производства Goodyear , а также другим самолетам. К 1942 году Fireproof Tanks разработали первые гибкие топливные баллоны в качестве расширительных баков для Mk IX Spitfire . Эти резервуары представляли собой гибкие контейнеры, сделанные из многослойного самоуплотняющегося материала, такого как вулканизированная резина, и с минимальным количеством швов, чтобы минимизировать пути утечки.

Поскольку ранние испытания показали, что удар может привести к чрезмерному давлению в топливном баке, 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) и, в некоторых случаях, снаряды из автопушек калибра 20 мм (0,79 дюйма) .

Не все истребители были оснащены относительно новым изобретением. Самоуплотняющиеся баки, как правило, тяжелее и имеют меньшую вместимость, чем негерметичные. Тем не менее, самолеты с самоуплотняющимися баками смогли выдержать гораздо большие повреждения, чем самолеты с обычными топливными баками. Боевой опыт войны на Тихом океане показал, что американские самолеты с самоуплотняющимся топливным баком могли понести гораздо больше повреждений, чем легкобронированные японские конструкции без самозакрывающихся 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 винтокрылые военные самолеты США используют самозакрывающиеся баки. Военные винтокрылые топливные баки обладают еще одной особенностью - ударопрочностью . Большая высота требует, чтобы резервуары находились под давлением, что затрудняет самоуплотнение. Новые технологии принесли такие успехи, как резервуары, заполненные инертной пеной для предотвращения детонации. Эта пена представляет собой пену с открытыми порами, которая эффективно разделяет газовое пространство над оставшимся топливом на тысячи небольших пространств, ни одно из которых не содержит достаточно пара для поддержания горения. Эта пена также служит для уменьшения выплескивания топлива . К основным производителям этой технологии относятся Hutchinson, Amfuel ( Zodiac ) (ранее Firestone ), Meggitt (ранее Goodyear ), Robertson Fuel Systems, GKN USA и FPT Industries . FPT теперь является частью GKN. Для использования в военных целях танки соответствуют требованиям MIL-DTL-27422 (включая требования к ударопрочности ) или MIL-DTL-5578 (безаварийные). Топливный бак самолета иногда состоит из нескольких соединенных между собой топливных элементов. Соединительные шланги обычно также самоуплотняющиеся.

В дополнение к военным самолетам, некоторые военные машины оснащены самозакрывающимися топливными баками, например, бронированные автомобили LAV-AT Корпуса морской пехоты США . Яркий пример невоенного транспортного средства , которое использует самоуплотняющийся топливные баки является президентом США состояния автомобиля , использовав их , так как Джон Ф. Кеннеди «s SS-100-X .

Самоуплотняющиеся топливные баки с использованием военной техники также необходимы в некоторых категориях автоспорта .

Рекомендации

Примечания

Источники

  • Данн, Ричард Л. (2011). Exploding Fuel Tank - 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 бака». (Февраль 1946 г.). Труды Военно-морского института США , стр. 205.

внешняя ссылка