RU2544279C2 - Integrated wing tank of aircraft - Google Patents
Integrated wing tank of aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544279C2 RU2544279C2 RU2012135885/11A RU2012135885A RU2544279C2 RU 2544279 C2 RU2544279 C2 RU 2544279C2 RU 2012135885/11 A RU2012135885/11 A RU 2012135885/11A RU 2012135885 A RU2012135885 A RU 2012135885A RU 2544279 C2 RU2544279 C2 RU 2544279C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- wing
- tank according
- tanks
- partition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к крыльевым топливным бакам летательных аппаратов.The invention relates to wing fuel tanks of aircraft.
Известны топливные баки самолетов, расположенные в крыльях, см. а.с. СССР №146651. Их недостатком является то, что они имеют значительный вес. Известны также баки-кессоны, но они также имеют свой недостаток - их герметичность часто нарушается из-за деформаций крыла при полетных нагрузках. А их ремонт очень затруднителен. Известны также применяемые в качестве силовых элементов профили круглого сечения (трубы), см. патент России №2033940.Known fuel tanks of aircraft located in the wings, see.with. USSR No. 146651. Their disadvantage is that they have significant weight. Caisson tanks are also known, but they also have their drawback - their tightness is often violated due to wing deformations during flight loads. And their repair is very difficult. Profiles of circular cross section (pipe) used as power elements are also known, see Russian Patent No. 2033940.
В настоящее время экологические и экономические соображения делают целесообразным использование газообразного топлива - сжиженного пропана или сжатого метана. В технике емкости для них называют баллонами, но в дальнейшем мы будем называть их авиационным термином «баки». Особенность таких баков еще и в том, что они не могут иметь произвольную форму. Из-за достаточно большого внутреннего давления они должны иметь круглую в сечении форму - сфера, цилиндр, эллипсоид вращения.Currently, environmental and economic considerations make it advisable to use gaseous fuels - liquefied propane or compressed methane. In technology, containers for them are called cylinders, but in the future we will call them the aviation term "tanks". A feature of such tanks is also that they cannot have an arbitrary shape. Due to a sufficiently large internal pressure, they must have a round shape in the cross section - a sphere, cylinder, rotation ellipsoid.
Использование таких баков весьма проблематично - из-за достаточно большого внутреннего давления их стенки должны быть достаточно толстыми и, следовательно, их масса будет неприемлемой для самолета.The use of such tanks is very problematic - due to a sufficiently large internal pressure, their walls must be thick enough and, therefore, their mass will be unacceptable for an aircraft.
Задача изобретения - сделать экономически и технически целесообразной постройку и эксплуатацию самолетов на газовом топливе.The objective of the invention is to make economically and technically feasible the construction and operation of gas-fired aircraft.
Технический результат изобретения заключается в использовании прочной конструкции бака (баков) в качестве продольного несущего элемента конструкции крыла - в качестве лонжерона (лонжеронов). А также при наличии нескольких баков возможен второй технический результат - использование связки соединенных между собой и с обшивкой баков в качестве элемента поперечной прочности крыла - в качестве заменителя нервюр.The technical result of the invention lies in the use of a robust construction of the tank (tanks) as a longitudinal bearing element of the wing structure - as a spar (spars). And also if there are several tanks, a second technical result is possible - the use of a bunch of tanks connected to each other and with the skin as an element of the transverse strength of the wing - as a substitute for ribs.
Для этого данный бак/баки имеют вид расположенных во внутренней полости крыла герметичных цилиндров (в крыле постоянной хорды), или прямых или оживальных конусов (в трапециевидном и эллиптическом крыльях), см. фиг.1. Баки могут быть изготовлены из легких сплавов или из композитного материала.To do this, this tank / tanks are in the form of sealed cylinders located in the inner cavity of the wing (in the wing of the constant chord), or in straight or animated cones (in the trapezoid and elliptical wings), see Fig. 1. Tanks can be made of light alloys or of composite material.
Такой бак, представляющий собой, например, коническую трубу (т.е. усеченный круглый конус), хорошо выдерживает изгибающую нагрузку. В профиле крыла могут располагаться несколько таких баков разного размера, что еще более увеличит несущую способность такой конструкции.Such a tank, which is, for example, a conical pipe (i.e. a truncated round cone), can withstand a bending load. Several such tanks of different sizes can be located in the wing profile, which will further increase the bearing capacity of such a structure.
Прочность на изгиб прямой или конической трубы повышает наличие внутреннего давления в ней (повышая прочностную устойчивость).The bending strength of a straight or conical pipe increases the presence of internal pressure in it (increasing the strength stability).
Для повышения прочности бака на изгиб в продольном направлении внутри бака может располагаться вертикальная поперечная негерметичная перегородка плоского, Т-образного поперечного сечения, или в виде фермы, швеллера, двутавра (во всех случаях сочетания данного альтернативного признака с любым из основных признаков достигается идентичный технический результат), (все направления здесь и далее даны относительно прямого горизонтального положения самолета). Если баков несколько, то перегородку могут иметь все баки, но наиболее рационально будет работать перегородка в баке наибольшего размера, расположенного по толщине хорды (этот вариант показан на фиг.1). А также - для уменьшения вероятности флаттера - в переднем баке.To increase the longitudinal bending strength of the tank inside the tank, a vertical transverse non-tight partition of a flat, T-shaped cross-section, or in the form of a truss, channel, I-beam (in all cases of combining this alternative feature with any of the main features, the same technical result can be achieved) ), (all directions hereinafter are given relative to the direct horizontal position of the aircraft). If there are several tanks, then all tanks can have a partition, but the partition in the largest tank located along the thickness of the chord will work most rationally (this option is shown in Fig. 1). And also - to reduce the likelihood of flutter - in the front tank.
Для повышения прочностной устойчивости плоская перегородка может иметь в средней части вертикальное гофрирование.To increase the strength stability, a flat partition may have vertical corrugation in the middle part.
Если перегородка имеет Т-образный вид, или вид швеллера или двутавра, то ее горизонтальные полки должны иметь закругление по радиусу, соответствующему радиусу данного бака в данном сечении.If the partition has a T-shaped appearance, or the appearance of a channel or an I-beam, then its horizontal shelves should have a rounding in radius corresponding to the radius of this tank in this section.
Следует иметь ввиду, что жесткость перегородки больше, чем трубы (цилиндрической или конусной), и разрушение начнется с нее. Поэтому применяемые для перегородки материалы должны иметь меньший модуль упругости или намного больший предел прочности на сжатие и растяжение. Критерий оценки - разрушение при одинаковой деформации.It should be borne in mind that the rigidity of the partition is greater than the pipe (cylindrical or conical), and the destruction will begin with it. Therefore, the materials used for the partition must have a lower modulus of elasticity or a much greater tensile strength in compression and tension. The evaluation criterion is failure at the same strain.
Увеличение прочности трубы на изгиб может быть достигнуто и кольцеобразными внутренними подкреплениями, расположенными с определенным шагом. А также в наиболее нагруженных местах, например в месте крепления подкосов.An increase in pipe bending strength can also be achieved with ring-shaped internal reinforcements located at a certain pitch. And also in the most loaded places, for example, in the place of attachment of struts.
А для лучшей совокупной прочностной работы трубчатого бака, вертикальной перегородки и обшивки крыла бак может соединяться с обшивкой через ложементы соответствующего профиля (позиция 4 на фиг.2). Ложементы могут быть выполнены из композитного или вспененного материала.And for better aggregate strength work of the tubular tank, vertical baffle and wing sheathing, the tank can be connected to the sheathing through lodges of the corresponding profile (position 4 in figure 2). Lodges can be made of composite or foamed material.
Таким же образом для повышения общей прочности и жесткости могут соединяться между собой и боковые стенки нескольких баков (ложементы 5 на фиг.3).In the same way, to increase the overall strength and rigidity, the side walls of several tanks can also be connected to each other (lodgements 5 in FIG. 3).
Перегородка к баку, бак к ложементам, баки между собой и ложементы к обшивке крыла могут крепиться, например, клеем, пайкой или другим способом в зависимости от применяемых материалов.The partition to the tank, the tank to the lodgements, the tanks between themselves and the lodgements to the wing sheathing can be fixed, for example, with glue, soldering or in another way, depending on the materials used.
Торцы баков должны иметь конусные, полукруглые или полуэллиптические законцовки. Причем, чтобы избежать утяжеления и ослабления конструкции в местах крепления баков к центроплану, имеет смысл сделать бак сплошным от конца одной консоли до другой. В этом случае бак будет иметь вид комбинации двух усеченных конусов или комбинации двух усеченных конусов и цилиндра между ними (далее «цельнокрыльевой» бак).The ends of the tanks should have conical, semicircular or semi-elliptical tips. Moreover, in order to avoid weighting and weakening of the structure in the places where the tanks are attached to the center section, it makes sense to make the tank continuous from the end of one console to the other. In this case, the tank will take the form of a combination of two truncated cones or a combination of two truncated cones and a cylinder between them (hereinafter referred to as the “all-wing” tank).
Бак крыла постоянной хорды в этом случае будет иметь вид цилиндрической трубы постоянного диаметра. Но нагрузки такая труба будет испытывать неравномерные - чем ближе к центроплану, тем больше. Поэтому такой бак должен иметь неодинаковую толщину стенки - в районе центроплана толщина стенки должна плавно увеличиваться. Увеличенную толщину стенки должна иметь труба (и не только цилиндрическая) в районе крепления подкосов.The tank of the wing of a constant chord in this case will have the form of a cylindrical pipe of constant diameter. But such a pipe will experience uneven loads - the closer to the center section, the more. Therefore, such a tank should have an unequal wall thickness - in the area of the center section, the wall thickness should gradually increase. An increased wall thickness should have a pipe (and not just a cylindrical one) in the area of the strut mount.
Чтобы избежать неконтролируемого перетекания сжиженного газа при эволюциях самолета, цельнокрыльевой бак должен иметь внутри одну или несколько поперечных мембран с обратными клапанами, направленным к центроплану (желательно, в нижней части мембраны), где и будет отбираться топливо.In order to avoid uncontrolled flow of liquefied gas during the evolution of the aircraft, the whole-wing tank must have one or more transverse membranes inside with check valves directed to the center section (preferably in the lower part of the membrane), where the fuel will be taken.
Заправочные штуцера, учитывая V-образность крыла самолета, желательно сделать вблизи концов консолей крыла. Причем, чтобы обеспечить полную заправку и чтобы не порвать мембраны перепадом давления, в мембранах должны быть перепускные клапаны, открывающиеся при заданном перепаде давления (желательно, в верхней части мембраны).Refueling nozzles, given the V-shaped wing of the aircraft, it is advisable to make near the ends of the wing consoles. Moreover, in order to ensure complete filling and so as not to tear the membranes with a pressure drop, the membranes must have bypass valves that open at a given pressure drop (preferably in the upper part of the membrane).
На фиг.1 показано в поперечном сечении крыло 1 со встроенными трубчатыми баками 2, являющимися лонжеронами, причем в самом большом баке имеется вертикальная двутавровая перегородка 3.Figure 1 shows in cross section a wing 1 with integrated
На фиг.2 увеличенно показан стык перегородки 3, бака 2, ложементов 4 и обшивки крыла 1. Все соединения склеены или спаяны.In Fig.2, the joint of the
На фиг.3 увеличенно показан стык боковых поверхностей двух баков 2, которые склеены или спаяны между собой и с ложементами 5.Figure 3 shows an enlarged joint of the side surfaces of two
На фиг.4 показано пунктиром расположение баков 2 в крыле 1 трапециевидного профиля, где 6 - фюзеляж.Figure 4 shows the dotted arrangement of the
Работает бак (баки) следующим образом: через заправочные штуцера бак заправляется сжиженным или сжатым газом. Причем для цельнокрыльевого бака желательна одновременная заправка с двух концов консолей крыла (чтобы не перегружать перепускные клапаны). При первой заправке желательно поставить самолет в положение небольшого крена и заправлять бак с нижней консоли, стравливая воздух с верхней консоли.The tank (s) operates as follows: through the filling nozzles, the tank is charged with liquefied or compressed gas. Moreover, for a single-wing tank, simultaneous filling from both ends of the wing consoles is desirable (so as not to overload the bypass valves). At the first refueling, it is advisable to put the plane in a small roll position and fill the tank from the lower console, bleeding air from the upper console.
Отбор топлива для двигателей следует осуществлять с нижней точки бака, то есть в районе центроплана.The selection of fuel for engines should be carried out from the bottom of the tank, that is, in the center section.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012135885/11A RU2544279C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Integrated wing tank of aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012135885/11A RU2544279C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Integrated wing tank of aircraft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012135885A RU2012135885A (en) | 2014-02-27 |
RU2544279C2 true RU2544279C2 (en) | 2015-03-20 |
Family
ID=50151606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012135885/11A RU2544279C2 (en) | 2012-08-21 | 2012-08-21 | Integrated wing tank of aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2544279C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112711C1 (en) * | 1996-01-16 | 1998-06-10 | Акционерное общество Казанское научно-производственное предприятие "Вертолеты-МИ" | Cluster of detachable external fuel tanks of helicopter |
RU62087U1 (en) * | 2006-12-15 | 2007-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Авиакомпания "Сириус-Аэро" | FUEL TANK SYSTEM IN AIRCRAFT |
RU2384472C2 (en) * | 2006-10-30 | 2010-03-20 | Закрытое акционерное общество "Гражданские самолеты Сухого" | Airplane, fast-speed arrow wing and fuel system |
-
2012
- 2012-08-21 RU RU2012135885/11A patent/RU2544279C2/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2112711C1 (en) * | 1996-01-16 | 1998-06-10 | Акционерное общество Казанское научно-производственное предприятие "Вертолеты-МИ" | Cluster of detachable external fuel tanks of helicopter |
RU2384472C2 (en) * | 2006-10-30 | 2010-03-20 | Закрытое акционерное общество "Гражданские самолеты Сухого" | Airplane, fast-speed arrow wing and fuel system |
RU62087U1 (en) * | 2006-12-15 | 2007-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью Авиакомпания "Сириус-Аэро" | FUEL TANK SYSTEM IN AIRCRAFT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012135885A (en) | 2014-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100092300A1 (en) | Reinforced blade for wind turbine | |
CN101646865B (en) | Reinforced aerodynamic profile | |
US9416768B2 (en) | Reinforced airfoil shaped body | |
US1668179A (en) | Container | |
US7836636B2 (en) | Pneumatic structural element | |
NO330085B1 (en) | A tank structure for storing and transporting fluids | |
US6343452B1 (en) | Tubular frame | |
RU2549043C1 (en) | Wing box, reinforced with polymer composite material | |
RU2544279C2 (en) | Integrated wing tank of aircraft | |
US2738039A (en) | Masts, towers, or like structure | |
JP5932446B2 (en) | Ship | |
JP2013523545A (en) | Extruded element | |
US8752725B2 (en) | Cruciform panels | |
CN207376816U (en) | A kind of steel I-beam column connected node | |
US20120061516A1 (en) | Curved pneumatic support | |
CN108385543B (en) | Construction method of steel-concrete arch ring chord member of steel truss arch | |
CN103350751A (en) | Jackstay energy-absorption device at lower part of passenger cabin floor of civil aircraft | |
CN110185144A (en) | A kind of construction steel structure | |
RU200003U1 (en) | POWER STRUCTURE OF THE SPACE VEHICLE CASE | |
US2027711A (en) | Spar structure | |
RU203407U1 (en) | POWER STRUCTURE OF THE SPACE VEHICLE CASE | |
CN110440129A (en) | The design and manufacture of safety-type super large LNG storage tank | |
CN113356058B (en) | Bracing device and mounting structure for bridge tower column construction | |
RU2536473C2 (en) | Beam assembly and intermediate element | |
US10590650B2 (en) | Arch having an internal tension member |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20140320 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20140702 |