¿Qué sucede si los tanques de combustible son alcanzados por disparos?

Bien, permítanme ampliar mis comentarios sobre el gas inerte a la respuesta de Peter Kämpf a una respuesta propia.

¿Argón o nitrógeno?

Se preguntó si el argón es un gas inerte adecuado. Si bien en principio lo es, también es un elemento raro y tan caro. Una mejor opción es el nitrógeno. Constituye el 79% del aire y es mucho más barato.

Por ejemplo, encontré ~50€ por una botella de nitrógeno de 50l y ~100€ por argón. Pero también hay que tener en cuenta que la capacidad de producción de argón no es muy alta, por lo que si la aviación empieza a comprar grandes cantidades para utilizarlo como gas inerte, el precio subiría pronto.

El argón y el nitrógeno son gases que no se pueden licuar a temperaturas normales, por lo que se almacenan a presión en botellas como esta:

Están fabricados en acero para soportar la presión de hasta 200-300 bar (atmósferas). Entonces, una botella grande de 50 l tiene un peso de 77 kg sin llenar (perdón, alemán) .

Hoy en día, también los aviones civiles suelen estar equipados con un sistema de gas inerte, ya que el tanque del ala central del TWA800 explotó probablemente debido a cortocircuitos eléctricos.

Pero cuando se trata de aviones más grandes con tanques más grandes, las botellas de gas se convierten en un problema: el A380 tiene una capacidad de combustible de 325.000 litros. Imagina que quieres llenar sus depósitos con las botellas de 50 l mencionadas anteriormente. El contenido de una botella se expande a 10 000-15 000 litros a presión a nivel del mar, por lo que necesita 20-32 botellas para el A380.

Estas botellas tienen un peso de casi 2,5 toneladas y necesitan algo de espacio. La alta presión también es un problema y, por supuesto, debe volver a llenar las botellas después de cada vuelo.

Por lo tanto, no es una buena idea usar este sistema en aviones más grandes.

Estaba bastante seguro de que una vez leí que al menos los aviones pequeños como los cazas usan botellas, pero no encuentro ninguna evidencia. Por otro lado, un F35 puede transportar hasta 10.000 l en su depósito interno, por lo que también necesitaría una botella de 50 l. Entonces, creo que entendí algo mal.

CO2?

El beneficio del CO2 es que se vuelve líquido bajo presión. No necesitará tantas botellas y las botellas en sí serían más livianas. Pero el CO2 puede actuar como corrosivo si encuentra algunas gotas de agua, ya que se convierte en ácido carbónico.

¿Escape de gas?

Un gas que es producto de un incendio ya no arde. De hecho, esto se usa para llenar el tanque de los grandes barcos, pero no se puede tomar del motor principal: esos son motores diesel que siempre funcionan con un exceso de aire, por lo que los gases de escape contienen oxígeno. Los barcos queman algo de combustible con una cantidad equilibrada de aire en un generador de gas inerte .

Como los ventiladores son similares a los motores diesel en este contexto, los gases de escape no son una solución. El gas también contiene CO2 y agua, por lo que puede no ser una buena idea en general para la aviación.

Halón

Muchos aviones de combate más antiguos, como el F16, utilizan halones para extinguir el fuego, pero también para llenar los tanques. Como el halón es uno de los peores gases de efecto invernadero, su producción se abandonó en 1994 y este documento describe la búsqueda de alternativas que funcionan en gran medida de la misma manera:

Para explicarlo en pocas palabras: dentro de un fuego, las moléculas del material en llamas se rompen y se conectan a los átomos de oxígeno. Esta conexión es lo que da la energía que queremos en nuestros motores y no queremos en el tanque. Halon salta a la reacción y se conecta a los extremos abiertos. La reacción entre el oxígeno y el material, que da la energía, ya no puede tener lugar.

Se dice que alrededor del 6% del halón en el aire es suficiente para extinguir el fuego, se puede sobrevivir al 10% y más, si el tiempo de exposición no es demasiado largo.

El halón no se usó como gas inerte, pero se inyectó en los tanques poco antes de que se esperara una pelea.

Sistema de generación de gas inerte a bordo (OBIGGS)

La solución actual es utilizar un sistema de generación de gas inerte a bordo (OBIGGS) desarrollado por NASA/Boeing

Utiliza algún tipo de membrana por la que el nitrógeno puede pasar más fácilmente que el oxígeno. El aire de purga se conduce a esta membrana con algo de presión. El oxígeno se retiene y se obtiene aire con una fracción significativamente menor de oxígeno detrás de la membrana. Hay dispositivos marcados que producen 2 lb/min con hasta un 1 % de oxígeno restante

El objetivo es tener no más del 9-12 % en el tanque, vea el enlace a la NASA arriba.

Por cierto: en la Primera Guerra Mundial, Alemania envió aeronaves llenas de hidrógeno a Inglaterra. Uno podría suponer que simplemente dispararles los derribaría, pero los agujeros eran demasiado pequeños para causar una pérdida razonable de hidrógeno. Y a menos que las balas hicieran chispas al golpear algún acero en los barcos, tampoco incendiaron los barcos. Resultó que disparar munición estándar a las aeronaves era bastante inútil.

La solución fue utilizar munición rastreadora a base de fósforo que incendiaba el hidrógeno que salía de las fugas de las otras balas.

El peor de los casos depende del tipo de bala. Si una bala trazadora golpea un tanque de combustible vacío que contiene una mezcla de aire y vapor de combustible, se producirá una explosión. Una bala normal simplemente perforará un agujero en el tanque, pero no estará lo suficientemente caliente como para iniciar la combustión.

En los aviones de pasajeros y aviones de combate actuales, los tanques de combustible se llenan con un gas inerte, por lo que no hay suficiente oxidante presente para sustentar la combustión. Ni siquiera la bala trazadora tendrá efecto. Ahora el tanque tendrá un agujero, sin embargo, y si está por debajo del nivel de combustible, parte de él se escapará y podría encenderse con un objeto caliente. Esta será la principal fuente de fuego, pero no provocará una explosión.

Desde la Segunda Guerra Mundial, la mayoría de los aviones militares utilizaron tanques autosellantes , con el mismo efecto. Este era un tanque de doble pared con una capa intermedia de goma que se hinchaba cuando se humedecía con combustible y cerraba el agujero.