" Δεξαμενές Καυσίμου Αεροσκαφών "

Βασική αποστολή των δεξαμενών καυσίμου, είναι η διαρκής και ασφαλής αποθήκευση του καυσίμου ενός αεροσκάφους.
Τα υλικά απο τα οποία κατασκευάζονται, ποικίλουν. Ανάλογα με το τύπο του αεροσκάφους, την αποστολή του και τις απαιτήσεις του. Γενικά, χρησιμοποιούνται κράματα αλουμινίου, ανοξείδωτοι χάλυβες και άλλα σύνθετα υλικά. Σ΄ αυτό που πρέπει να δοθεί προσοχή, είναι το οτι σε καμιά περίπτωση και κάτω απο οποιαδήποτε κατάσταση, το υλικό κατασκευής δεν πρέπει να αντιδράσει χημικά με το καύσιμο.
Στα σύγχρονα αεροσκάφη, οι δεξαμενές καυσίμου είναι ελαστικοί θάλαμοι κατασκευασμένοι απο σύνθετο ελαστικό. Πλεονεκτούν στο οτι i) είναι εύκολοι στη συντήρηση και ii) έχουν μικρό βάρος  κατασκευής και εγκατάστασης.

Στα πολιτικά αεροσκάφη, σε περίπτωση αναγκαστικής-έκτακτης προσγείωσης, οι δεξαμενές που είναι τοποθετημένες στην άτρακτο, πρέπει να είναι σε θέση να αντέξουν καταπόνηση σε φορτία της τάξης των 4,5 g προς τα κάτω, 2 g προς τα πάνω, 9 g προς τα εμπρός και 1,5 g πλευρικά. Οπότε καταλαβαίνετε τι ρόλο παίζει το υλικό κατασκευής!

Γενικά χαρακτηριστικά των δεξαμενών:

1. Οι συμπιεζόμενες δεξαμενές, θα πρέπει να έχουν διατάξεις με χαρακτηριστικά ασφαλή σε αστοχία (fail safe) που να αποτρέπουν τη δημιουργία αρκετά υψηλής διαφορικής πίεσης εσωτερικά και εξωτερικά της δεξαμενής.
2. Οφείλουν να έχουν κυστίδες συγκέντρωσης ιζήματος και νερού. Χαρακτηριστικές τιμές, είναι: στα πολιτικά στο 0,10 % της χωρητικότητας της δεξαμενής ενώ στα υπόλοιπα στο 0,25 % της χωρητικότητας της δεξαμενής. Να σημειωθεί οτι σε ελαφρά αεροσκάφη, στα οποία το καύσιμο διέρχεται απο κύπελλο συγκράτησης ιζημάτων το οποίο ελέγχεται επίγεια, δεν απαιτείται εγκατάσταση κυστίδας στις δεξαμενές. Επίσης, οι κυστίδες και τα κύπελλα, πρέπει να έχουν διάταξη αποστράγγισης, έτσι ώστε τα ιζήματα και το νερό να μην έρχονται σε επαφή με το καύσιμο.
3. Οφείλουν να έχουν ελεύθερο χώρο, περίπου στο 2 % της συνολικής χωρητικότητας της δεξαμενής, για διαστολή του όγκου του καυσίμου και πρέπει να αποτρέπουν τη πλήρωση του ελεύθερου χώρου στη φάση του ανεφοδιασμού στο έδαφος. Τα μη επιβατικά αεροσκάφη με πλήρη εξαερισμό των δεξαμενών, δε χρειάζεται να έχουν ελεύθερο χώρο στις δεξαμενές τους.
4. Πάνω στη δεξαμενή, πρέπει να αναγράφεται: i) η λέξη "καύσιμο", ii) ο τύπος καυσίμου και iii) η χωρητικότητά της.
5. Κάθε σημείο πλήρωσης, εκτός απο τα σημεία πλήρωσης με πίεση, πρέπει να έχει διάταξη ηλεκτρικής σύνδεσης με τον επίγειο εξοπλισμό πλήρωσης καυσίμου.
6. Οφείλουν να έχουν ατμοσφαιρική αποκατάσταση πίεσης και να αποτρέπουν τη συγκέντρωση φορτίων, εύφλεκτων υλικών και ατμών. Άρα, πρέπει να αερίζονται καλά και να αποστραγγίζονται πλήρως.
7. Απαγορεύεται η εγκατάσταση δεξαμενών i) μπροστά απο το αντιπυρικό διάφραγμα (ελάχιστη απόσταση 12,5 mm), ii) πολύ κοντά σε ζώνες πυρκαγιάς και iii) στους χώρους επιβατών και πληρώματος. Μόνο στα μονοκινητήρια, επιτρέπεται η εγκατάσταση δεξαμενών στο χώρο επιβατών με τη προυπόθεση όμως οτι η χωρητικότητά τους είναι μικρότερη απο 94,8 lt, έχουν διατάξεις επαρκούς εξαερισμού και αποστράγγισης και μονώνονται με κατάλληλα αντιπυρικά υλικά απο τους χώρους των επιβατών.
8. Το στόμιο εξόδου της βαλβίδας αερισμού πρέπι να είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο, έτσι ώστε να μην 'βουλώσει' απο πάγο ή άλλο ξένο σώμα ή να αναρροφήσει καύσιμο απο τη δεξαμενή. Γενικά, η βαλβίδα αερισμού αποτελεί ένα απο τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά των δεξαμενών, αφού ελέγχει και διασφαλίζει πολλές λειτουργίες που εμπλέκουν τον παράγοντα καύσιμο.


Όσον αφορά τώρα τους τύπους των δεξαμενών, αυτοί είναι αρκετοί και σχετίζονται με το μέγεθος του αεροσκάφους, την αποστολή του, τις απαιτήσεις του και το διαθέσιμο χώρο που έχει στις πτέρυγες ή στην άτρακτο.

Κατηγορίες δεξαμενών:

1. Εσωτερικές: για τα πολιτικά αεροσκάφη είναι εγκατεστημένες στην πτέρυγα, ενώ για τα μαχητικά αεροσκάφη είναι εγκατεστημένες στην άτρακτο.
Υποκατηγορίες εσωτερικών δεξαμενών: 
i) μεταλλικές: χρησιμοποιούνται σε ελαφρά και χαμηλού κόστους κατασκευής αεροσκάφη και σε πολιτικά εμβολοφόρα αεροσκάφη. Κατασκευάζονται απο κράματα μετάλλων, με μεγαλύτερη χρήση να έχουν τα κράματα αλουμινίου και κυρίως τα συγκολλήσιμα, αφού έχουν χαμηλό βάρος, καλή αντοχή, καλή συγκόλληση και διαμορφώνονται εύκολα. Επειδή απλά τοποθετούνται στον επιλέξιμο χώρο, δεν προσφέρουν δομική αντοχή στην όλη κατασκευή, αφού δεν αποτελούν μέρος της δομής του αεροσκάφους. Αντέχουν σε εσωτερική πίεση 3,5 psi.
ii) ενσωματωμένες: αποτελούν μόνιμο τμήμα της δομής του αεροσκάφους και έτσι δύσκολα αφαιρούνται. Χρησιμοποιούνται σε ελαφρά  υψηλών επιδόσεων αεροσκάφη και στα περισσότερα πολιτικά με στροβιλοκινητήρα. Κατασκευάζονται στην πτέρυγα (=υγρή πτέρυγα), στην άτρακτο αλλά και στο οριζόντιο σταθερό. Σε διάφορα σημεία έχουν βαλβίδες αντεπιστροφής για να μειώνουν τη ροή καυσίμου προς τα ακροπτερύγια, όταν μεταβάλλεται η κλίση του αεροσκάφους και έτσι να τη συγκεντρώνουν στη περιοχή της ενισχυτικής αντλίας της δεξαμενής.
Ενσωματωμένη δεξαμενή στη πτέρυγα



 Ένας τύπος, ενσωματωμένης δεξαμενής είναι οι δεξαμενές υπερχείλισης, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε πολιτικά αεροσκάφη, είναι άδειες και αποθηκεύουν το καύσιμο υπερχείλισης και τοποθετούνται συνήθως στα ακροπτερύγια και στο ουραίο πτέρωμα.




iii) αυτοστεγανοποιούμενες: προ ετών, ήταν η πρώτη επιλογή των μαχητικών αεροσκαφών. Ουσιαστικά, αυτόματα στεγανοποιεί μικρές οπές ή βλάβες και χτυπήματα απο βλήματα. Έτσι δεν υπάρχει απώλεια καυσίμου και περίπτωση εκδήλωσης πυρκαγιάς. Αποτελείται απο εσωτερικά και εξωτερικά στρώματα μεταξύ των οποίων υπάρχει το στεγανοποιητικό υλικό. Πως λειτουργεί ; ... όταν ένα βλήμα χτυπήσει το τοίχωμα της δεξαμενής, τότε το στεγανοποιητικό υλικό αντιδρά με το καύσιμο και έτσι κλείνει την οπή. Σε μια τέτοια περίπτωση όμως, μετά απο ορισμένο χρονικό διάστημα απαιτείται επισκευή, η οποία αν δεν πραγματοποιηθεί θα καταστραφεί το τοίχωμα της δεξαμενής, αφού θα συνεχιστεί η αντίδραση μεταξύ στεγανοποιητικού υλικού και καυσίμου. Διακρίνονται σε 2 τύπους: α) ημιεύκαμπτη δεξαμενή κατασκευασμένη απο πολλά στρώματα και επιστρώσεις και β) κυψελοειδής δεξαμενή τύπου φούσκας. Γενικά οι δεξαμενές αυτές, έχουν αυξημένο βάρος, μικρή χωρητικότητα και αυξημένη απαίτηση σε συντήρηση.
iv) αλεξίσφαιρες: αποτελούν την επιλογή των μαχητικών αεροσκαφών στις δεξαμενές σήμερα
v) κοινές κυψελοειδείς: είναι μη μεταλλικές δεξαμενές τύπου φούσκας. Κατασκευάζονται απο ενισχυμένο ελαστικό και τοποθετούνται σε ένα σημείο του χώρου, άρα δεν συνεισφέρουν στη δομική αντοχή. Συνήθως αποτελούνται απο 3 μη μεταλλικά στρώματα. Μια εσωτερική επίστρωση, ένα ενδιάμεσο ενισχυμένο στρώμα και ένα εξωτερικό στρώμα.
2. Εξωτερικές: τοποθετούνται είτε στην άτρακτο, είτε στη κοιλιά της πτέρυγας, είτε στα ακροπτερύγια με τη βοήθεια ενός φορέα και έχουν και πτερύγια στο ουραίο τμήμα. Είναι κατάλληλα αεροδυναμικά διαμορφωμένες ώστε να ελαχιστοποιούν την οπισθέλκουσα. Η μεταφορά καυσίμου απο τη δεξαμενή στο σύστημα γίνεται μέσω πεπιεσμένου αέρα και όχι με τη χρήση ενισχυτικής αντλίας. Ο πεπειεσμένος αέρας προέρχεται απο το συμπιεστή του στροβιλοκινητήρα. Οι εξωτερικές δεξαμενές είναι μεταλλικές και κατασκευάζονται απο κράματα αλουμινίου.

Εξωτερική δεξαμενή πολεμικού αεροσκάφους


Τα βασικά εξαρτήματα μιας δεξαμενής καυσίμου:

1. Κυστίδα και Βαλβίδα Αποστράγγισης στο κατώτερο σημείο της δεξαμενής: στη περίπτωση ύπαρξης κυστίδας, το στόμιο της κύριας παροχής καυσίμου τοποθετείται στο ψηλότερο σημείο της δεξαμενής.
2. Βαλβίδες και Σωληνώσεις ατμοσφαιρικής αποκατάστασης: βρίσκονται στο πάνω μέρος της δεξαμενής. Οι βαλβίδες διατηρούν την εσωτερική πίεση της δεξαμενής ίση με την εξωτερική.
3. Διαφράγματα με κατάλληλες οπές: παρεμποδίζουν τη γρήγορη μετατόπιση του καυσίμου κατά την κλίση του αεροσκάφους.
4. Πώμα πλήρωσης, Σωλήνας Υπερχείλισης και Σωλήνας Αποστράγγισης Υπερχείλισης: το πώμα πλήρωσης μαζί με το στόμιο, βρίσκονται στο πάνω μέρος της δεξαμενής έτσι ώστε να υπάρχει διαθέσιμος χώρος για τη διαστολή του όγκου του καυσίμου. Ο σωλήνας αποστράγγισης υπερχείλισης αποτρέπει την είσοδο περίσσειας καυσίμου.
5. Βαλβίδες Εκκένωσης: ενεργοποιούνται απο το πιλοτήριο σε περίπτωση που θέλουμε να μειωθεί το βάρος (π.χ περίπτωση έκτακτης προσγείωσης) ή που επιθυμούμε αυξημένη ευελιξία του αεροσκάφους.
6. Φίλτρα: για συγκράτηση ξένων σωματιδίων
7. Αφορά τις εξωτερικές δεξαμενές, οι οποίες έχουν ειδικό ρυθμιστή πίεσης αφού η μεταφορά καυσίμου γίνεται με πεπιεσμένο αέρα.


Vents: σωληνώσεις ατμοσφαιρικής αποκατάστασης / απαερισμού
Scupper: σωλήνας υπερχείλισης
Filler Cup: στόμιο πλήρωσης
Overboard drain line: σωλήνας αποστράγγισης υπερχείλισης
Baffle plates: διαφράγματα παρεμπόδισης μετατόπισης καυσίμου
Corrosion inhibitor: προστατευτικό διάβρωσης
 Drain valve: βαλβίδα αποστράγγισης
Finger screen: φίλτρο
Standpipe: σωλήνας παροχής 
Sump: κυστίδα

Το εσωτερικό μιας δεξαμενής καυσίμου

 Διάταξη και θέση των δεξαμενών σε ένα F-111

Πηγή: http://f111.dva.gov.au/studies.htm




 Βιβλιογραφία: 1) "ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ", Γεώργιος Καρακιόζογλου, Εκδόσεις: Ζαμπάρα
                         2)  https://www.google.gr/search?hl=el&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1366&bih=657&q=aircraft+fuel+tanks&oq=aircraft+fuel+tanks&gs_l=img.3..0i19j0i5i30i19.5570.13801.0.14191.19.18.0.1.1.0.323.2835.0j15j1j1.17.0....0...1ac.1.64.img..1.18.2832.5EmgUeP6rcU 
                         3) http://www.aviationbirds.com/2014/05/what-are-types-of-aircraft-fuel-tank.html

Σχόλια