¿Por qué los tanques de combustible están ubicados en las alas?

Varias ventajas:

1. Las estructuras de las alas son huecas y voluminosas para proporcionar rigidez estructural contra el aleteo y transportar cargas de vuelo. Esto proporciona el espacio necesario para almacenar combustible.
2. En un avión convencional, colocar tanques de combustible en las alas coloca la masa de combustible muy cerca o sobre el centro de sustentación. Esto reduce drásticamente el cambio de Cg durante el vuelo y reduce el tamaño y el peso del plano de cola para mantener un vuelo estable. También reduce los cambios de Cg debido al chapoteo del combustible dentro de los tanques, debido a las restricciones limitadas del recorrido longitudinal del combustible en los tanques.
3. En caso de un aterrizaje forzoso, tener el combustible en las alas lo mantiene alejado de la cabina y de los ocupantes, lo que reduce los riesgos de incendios en la cabina.
4. El peso del combustible reduce el momento de carga en las raíces del ala, reduciendo el peso de la estructura necesaria para soportar la aeronave durante el vuelo.
5. El combustible almacenado en las alas elimina parcial o completamente el almacenamiento de combustible en el fuselaje, dejando más espacio para pasajeros y carga.

Desventajas:

1) El chapoteo lateral del combustible en los tanques como resultado de la turbulencia o el vuelo descoordinado puede provocar un desplazamiento lateral del peso y una posible inestabilidad lateral. Con bajas cantidades de combustible y en un vuelo descoordinado prolongado, existe la posibilidad de que el motor sufra falta de combustible simplemente porque el combustible se ha salido de los sumideros de los tanques. tolvas alimentadoras alimentadas por los depósitos principales de los que bebe el motor.

2) En las aeronaves que utilizan un sistema de alimentación de combustible por sifón, como las aeronaves de ala baja, el combustible no se puede extraer uniformemente de ambos tanques a la vez. Este es un problema particular en los aviones de un solo motor, donde los sistemas de combustible separados no están dedicados a un motor en particular. En tales casos, el motor alimentará el tanque del ala izquierda con un tanque del ala derecha y esto se controla mediante una válvula selectora de combustible en la cabina. En aeronaves que no tienen sistemas automáticos de administración de combustible, la alimentación de combustible del motor debe seleccionarse manualmente. Se debe tener cuidado de alternar la alimentación de ambos tanques periódicamente para evitar un desequilibrio lateral y la cantidad de combustible. Además, este programa de cambio del tanque de combustible, si se ignora durante el tiempo suficiente, puede conducir potencialmente a la falta de combustible del motor y a un aterrizaje forzoso. Esto es particularmente problemático en aviones monomotores ligeros de ala baja como el Piper PA-28 o el Cirrus SR-2X, especialmente si el piloto ha hecho la transición recientemente a este avión después de volar aviones de ala alta, que utilizan sistemas de alimentación de combustible por gravedad y permiten el motor para alimentarse de ambos tanques a la vez. Los aviones monomotor más grandes como el TBM tienen sistemas automáticos de cambio de tanque de combustible para abordar este problema. Los grandes aviones a reacción multimotor tienen sistemas de gestión de combustible dedicados que abordan estos problemas. Los aviones monomotor más grandes como el TBM tienen sistemas automáticos de cambio de tanque de combustible para abordar este problema. Los grandes aviones a reacción multimotor tienen sistemas de gestión de combustible dedicados que abordan estos problemas. Los aviones monomotor más grandes como el TBM tienen sistemas automáticos de cambio de tanque de combustible para abordar este problema. Los grandes aviones a reacción multimotor tienen sistemas de gestión de combustible dedicados que abordan estos problemas.

Veo lo que dices, pero hay algo que pasas por alto en tu lógica. Estás mirando un avión sentado en el suelo, donde las ruedas están cerca del fuselaje y la mayoría de las alas son un peso muerto que crea tensión en la estructura.

Piense en uno en vuelo. Ahora toda la sustentación proviene de las alas, imagine el avión suspendido por un par de docenas (mil millones) de cables repartidos por las superficies de las alas. Ahora el fuselaje es un peso muerto y la tensión en la estructura es por cargar el fuselaje.

Entonces, cuando agrega peso a las alas de manera uniforme, agrega prácticamente cero carga estructural para las alas. Lo que se eleva está dentro de la fuente de elevación . Entonces, desde una perspectiva de carga estructural, es un lavado: no importa.

Mientras que si agrega más tanques en el fuselaje, está bien en tierra, pero agrega una gran tensión a las alas en vuelo, lo que reduce efectivamente la capacidad de carga práctica.

La tensión en las alas por sentarse en el suelo es mucho menos preocupante para los diseñadores que las tensiones en vuelo.

Véase también " Peso de combustible cero ".

el peso adicional aumenta la carga estructural aplicada a las alas las diferentes fuerzas gravitatorias y la flexión de las alas entre los tanques llenos y vacíos dan como resultado tensiones repetidas que acortan la vida útil de la aeronave

Como resultado de los efectos de la sustentación (y la disminución de la necesidad de la misma a medida que el avión se aclara), lo contrario es realmente cierto, vea aquí .

mayor riesgo de daños catastróficos en las alas en caso de ignición del combustible en vuelo

¿A diferencia de un mayor riesgo de daños catastróficos en la cabina en caso de ignición de combustible en vuelo?

Suponiendo que una ignición no explosiva que tenga el combustible en las alas significa que puede tomar medidas para descargar el combustible. Sin embargo, si comienza un incendio en el fuselaje principal, tiene una mayor probabilidad de que el incendio incapacite a la tripulación antes de que puedan tomar medidas. O daños que se produzcan en la aviónica, la cabina de presión, etc.

¿tal vez un mayor riesgo de incendio cuando un rayo golpea un ala?

Las puntas de las alas son una de las ubicaciones en un avión que es más propensa a los rayos, y existe la posibilidad de que se produzcan incendios de combustible, pero se toman medidas para contrarrestar esto y, en la gran mayoría de los casos, los rayos causan muy poco daño .

Sencillamente: hay mucho espacio vacío en esas alas, y se necesita mucho espacio vacío para el combustible.

Crear espacio en otro lugar para el combustible haría que todo el avión fuera más grande y pesado, por lo que tiene poco sentido.

Y no son solo las alas, muchos aviones también llevan combustible en el estabilizador vertical.

Junto con las otras respuestas, señalaré la mayoría de los casos recientes en los que explotó el tanque de combustible de un avión, el tanque central, que está en el fuselaje, estaba implicado. Hay dos razones:

Primero, un tanque de fuselaje está ubicado más bajo que los motores y requiere bombas para elevar el combustible. Las fallas de las bombas eléctricas han causado explosiones . Esto también significa que una falla en la bomba da como resultado combustible inutilizable, mientras que los tanques de ala pueden alimentar naturalmente los motores a través de la gravedad.

En segundo lugar, los tanques de fuselaje están más cerca de las fuentes de calor. Esta fue una de las causas del accidente del vuelo 800 de TWA , donde el calor del equipo de aire acondicionado cercano provocó un vapor inflamable en los tanques de combustible. Por el contrario, los tanques laterales se enfrían de forma natural mediante el flujo de aire y son menos susceptibles de formar tales vapores explosivos.

• el peso adicional aumenta la carga estructural aplicada a las alas

Sólo cuando el avión está en tierra. Cuando está en el aire, disminuye la carga sobre las alas porque su sustentación equilibra el peso.

• las diferentes fuerzas gravitatorias y la flexión de las alas entre los tanques llenos y vacíos dan como resultado tensiones repetidas que acortan la vida útil de la aeronave

A razón de un ciclo por vuelo. Y las alas ya pasan por un ciclo de estrés una vez por vuelo (flexionadas hacia abajo cuando el avión está en tierra y hacia arriba cuando está en el aire).

• mayor riesgo de daños catastróficos en las alas en caso de ignición del combustible en vuelo

Que los tanques de combustible se incendien en vuelo es catastrófico donde sea que los coloques.

• mayor riesgo de incendio cuando un rayo golpea un ala

¿Cuándo sucedió eso por última vez? La lista de accidentes aéreos de Wikipedia sugiere el vuelo 508 de LANSA en 1971. Tales incidentes ahora son aún más raros, porque los tanques de combustible están equipados con sistemas de inertización. Esto se recomendó originalmente después del accidente del vuelo 214 de Pan Am en 1963, pero tomó mucho tiempo para que realmente sucediera.

Más peso en las alas es bueno, ya que hace que la aeronave tenga más equilibrio y sea más resistente a los desvíos innecesarios durante las turbulencias o las corrientes de viento, como una persona que camina sobre una cuerda floja y lleva una barra horizontal para equilibrarse. Echa un vistazo al radio de giro en la mecánica.

No hay otra razon. El motor está unido al ala y están tratando de diseñar un tanque de combustible para alimentar el motor. No hay espacio en el torso. Entonces hacen un agujero en las alas.

¿Por qué los tanques de combustible están ubicados en las alas?

Porque es difícil acomodar a los pasajeros o su equipaje en las alas.