¿Por qué los tanques de combustible en las alas se llenan primero y por qué se usan al final?

Es para alivio de flexión de alas (para alas en voladizo ). A medida que la sustentación generada dobla las alas hacia arriba, el peso del combustible lo contrarrestará.

A medida que el avión pierde peso en vuelo debido a la quema de combustible, también lo hace la necesidad de aliviar la flexión de las alas (menos peso → menos sustentación), por eso los tanques de las alas son los últimos en usarse.

Por contexto, un Boeing 777-200ER puede contener 29 toneladas de combustible en cada ala, y cada ala mide ~27 metros y es autosuficiente.

Ejemplo:

Digamos que en nuestro avión comercial, cada tanque de ala tiene capacidad para 100 unidades (200 en total para ambos tanques), y el tanque central tiene capacidad para 200 unidades, y tiene un vuelo que necesita 200 unidades de combustible.

• Escenario correcto: al llenar solo los tanques de las alas, el peso del combustible en las alas contrarrestará la flexión de la sustentación.

• Escenario incorrecto: al llenar solo el tanque central, las alas se doblarán mucho (quizás incluso más allá de su límite de diseño). Esto no es bueno, e incluso si está dentro de los límites de diseño, las tensiones repetitivas [evitables] acortarán la vida útil del avión .

Ejemplo de orden de uso (horario):

Nuestro vuelo necesita 300 unidades, en base a lo anterior, llenaremos los tanques de las alas y llenaremos la mitad del tanque central.

• Orden correcto: al vaciar primero el centro, hemos extendido la duración del alivio de la flexión del ala.

• Orden incorrecto: Al vaciar primero las alas, perdemos el alivio de flexión del ala, mientras que el avión aún es pesado.

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Tener toda la carga útil de un avión concentrada en el fuselaje crea una gran carga de flexión en las alas para soportar ese peso. El almacenamiento de combustible en las alas permite que parte de ese peso se coloque en el mismo lugar donde se apoya, en las alas. Distribuir el peso en las alas reduce las cargas donde las alas se encuentran con el fuselaje.

Un punto menor: mantener menos combustible inflamable en el cuerpo tiene un beneficio de seguridad.

Usar primero lo que hay en el cuerpo ayuda a mantenerlo más alejado de la tripulación y los pasajeros.

En un choque, preferiría que el combustible no se encienda, pero de las dos ubicaciones, es mejor quemarse por las alas que dentro del fuselaje principal.

Probablemente la razón principal por la que el combustible se pone primero en los tanques de las alas principales es porque en algunos aviones (si no en la mayoría) los motores se alimentan directamente de los tanques de las alas. Algunos aviones tienen que bombear el combustible de los tanques centrales a los tanques laterales antes de que los motores puedan utilizar el combustible. Entonces, por ejemplo, si el vuelo requiere 10,000 libras de combustible, y cada ala puede contener 5,000 libras, más el tanque central tiene capacidad para 5,000 libras adicionales, entonces no querrás comenzar en el tanque del vientre, porque terminarás con 5,000 libras en el vientre y 2,500 libras en cada ala. Luego, la tripulación de vuelo tendrá que hacer una transferencia de combustible en vuelo de 5,000 libras desde el tanque del vientre hacia las alas. Imagínese si el vuelo solo requiriera 5,000 libras y comenzara en el tanque central. Terminaría con la carga completa de combustible en el tanque central.

Si está llenando el avión, no importará si primero alimenta la barriga o las alas. Sin embargo, otra consideración, que no forma parte de su pregunta, es el peso y el equilibrio en tierra cuando el avión está vacío. Algunos aviones, como el DC8 anterior, tienen como 8 o 10 tanques de combustible en varios lugares, algunos están delante del CG y otros están detrás del CG. Sin embargo, los tanques de combustible en la raíz de las alas suelen estar ligeramente por delante del centro de gravedad, lo que ayuda a evitar que la cola se incline.

La explicación más simple es que las alas están diseñadas para ser la estructura de soporte de carga en el aire y en el suelo. Por lo tanto, desea que la mayor parte del peso esté en/sobre las alas.

En otras palabras, desea mantener la tensión del peso en la estructura del ala en lugar del fuselaje porque las alas están diseñadas para soportar peso.

Los tanques laterales se cargan primero porque:

1. Eso mantiene la mayor parte del peso en las alas.
2. Siempre estarán cargados. Es posible que los tanques centrales no se llenen de combustible en vuelos más cortos.

Luego, el combustible se consume primero de los tanques centrales para mantener la mayor parte del peso en las alas durante el vuelo.

El peso del combustible contrarrestará la flexión hacia arriba de las alas, ya que solo las alas deben soportar la carga de la cabina y todos sus pasajeros/carga. Usar el combustible de las alas al final disminuirá la tensión en las alas y las uniones entre el ala y la cabina.