Самоуплотняющийся топливный бак ( SSFT ) — это тип топливного бака, обычно используемый в топливных баках самолетов или топливных баллонах , который предотвращает утечку топлива и возгорание после повреждения.
Типичные самоуплотняющиеся баки имеют слои резины и армирующей ткани, один из вулканизированной резины и один из необработанного натурального каучука, который может впитывать топливо при контакте с ним. Когда топливный бак прокалывается, топливо просачивается в эти слои, заставляя необработанный слой разбухать, закрывая и таким образом герметизируя прокол. Похожая концепция также используется для изготовления самоуплотняющихся шин Run-Flat .
Джордж Дж. Мердок подал заявку на патент «Топливные баки для военных самолетов» 7 февраля 1917 года, но был временно заблокирован приказом Федеральной торговой комиссии от 6 февраля 1918 года о сохранении в тайне любого обсуждения или публикации изобретения. Приказ был отменен Патентным ведомством США 26 сентября 1918 года, и Мердок в конечном итоге получил патент США 1,386,791 «Самопрокалывающееся уплотнительное покрытие для топливных контейнеров» 9 августа 1921 года. Военные самолеты, построенные компанией Glenn L. Martin Company, использовали этот самоуплотняющийся топливный бак.
Говард Хьюз использовал неопрен для самогерметизации топливных баков во время своего кругосветного перелета в 1938 году . [1]
В более новых поколениях довоенных и ранних военных самолетов самогерметизирующиеся баки использовались для минимизации ущерба от утечки или возгорания топлива. Обычный топливный бак при попадании в него артиллерийского огня мог быстро вытекать. Это не только уменьшало дальность полета самолета, но и представляло значительную опасность возгорания. Поврежденные топливные баки также могли разорваться, разрушая планер или критически влияя на летные характеристики . Было решено, что из-за ограничений по весу было непрактично просто добавлять броневые листы к топливным бакам самолетов; был необходим метод остановки утечки топлива из поврежденных баков.
Ранние попытки защитить топливные баки состояли в использовании металлических баков, покрытых изнутри или снаружи материалом, который расширялся после пробития. Исследования показали, что выход снаряда, а не вход, был большей проблемой, так как он часто падал, создавая таким образом большее выходное отверстие. Среди самых ранних версий этих типов баков были те, которые были изготовлены в Великобритании в аэропорту Портсмута компанией Fireproof Tanks Ltd (созданной в 1939 году). Эти баки были впервые установлены на легком бомбардировщике Fairey Battle , а другие версии были установлены на истребителях Supermarine Spitfire и Hawker Hurricane , а также на более крупных самолетах, таких как тяжелый бомбардировщик Avro Lancaster . Компания Henderson Safety Tank Company поставляла ударопрочные самоуплотняющиеся топливные и масляные баки, которые устанавливались «в стандартной комплектации» на учебный самолет Miles Master . [2]
Немецкие авиаконструкторы использовали слои резины, наложенные на кожу с обработанной волокнистой внутренней поверхностью, для самоуплотняющихся баков на самолете Junkers Ju 88 в начале войны. [3]
В Соединенных Штатах Эрнст Эгер из United States Rubber Company (позже Uniroyal ) запатентовал [4] конструкцию самоуплотняющегося топливного бака в 1941 году, одной из многих компаний, участвовавших в разработке этой технологии во время войны. Элмо Э. Хансон, ведущий химик Firestone Tire and Rubber Company, подал заявку на патент на самоуплотняющиеся баки 21 января 1941 года, патент США 2 404 766. Химик Goodyear Джеймс Меррилл подал заявку на патент в 1941 году (опубликован в 1947 году) на усовершенствование и успешное тестирование своего метода изготовления самоуплотняющихся баков с использованием двухслойной системы резиновых смесей, заключенных в металлическую внешнюю оболочку или обшивку крыла самолета. [5] В 1942 году он получил благодарность от Совета по военному производству , и баки Goodyear впоследствии были введены в эксплуатацию в истребителях Vought F4U Corsair производства Goodyear , а также в других самолетах. К 1942 году компания Fireproof Tanks разработала первые гибкие топливные баллоны в качестве расширительных баков для Spitfire Mk IX . Эти баки представляли собой гибкие контейнеры, изготовленные из слоистого самоуплотняющегося материала, например вулканизированной резины , и с минимальным количеством швов для минимизации путей утечки.
Поскольку ранние испытания показали, что удар может привести к избыточному давлению в топливном баке, самогерметизирующийся топливный элемент подвешен, что позволяет ему поглощать удары без разрыва. Топливные баки ВМС США во время войны могли выдерживать пули калибра .50 дюйма (12,7 мм) и, иногда, снаряды автоматической пушки калибра 20 мм (0,79 дюйма) .
Не все истребители были оснащены относительно новым изобретением. Самоуплотняющиеся баки, как правило, имели меньшую емкость, чем негерметичные баки. [6] Тем не менее, самолеты, которые были оснащены самоуплотняющимися баками, смогли выдержать гораздо больше повреждений, чем самолеты с обычными топливными баками. Боевой опыт войны на Тихом океане показал, что американские самолеты, оснащенные самоуплотняющимися топливными баками, могли выдержать гораздо больше повреждений, чем легкобронированные японские конструкции без самоуплотняющихся топливных баков, такие как Mitsubishi A6M Zero . Те же принципы были применены для создания самоуплотняющихся топливных магистралей в самолетах (MIL-PRF-7061C).
Большинство реактивных истребителей и все американские военные винтокрылые самолеты используют тот или иной тип самоуплотняющихся баков. Военные винтокрылые топливные баки имеют дополнительную особенность — они ударопрочны . [7] Большие высоты требуют, чтобы баки находились под давлением, что затрудняет самоуплотнение. Новые технологии принесли такие достижения, как инертные заполненные пеной баки для предотвращения детонации. Эта пена представляет собой пену с открытыми ячейками, которая эффективно разделяет газовое пространство над оставшимся топливом на тысячи небольших пространств, ни одно из которых не содержит достаточного количества паров для поддержания горения. Эта пена также служит для уменьшения выплескивания топлива . Основными производителями этой технологии являются Hutchinson, Amfuel (ex. Zodiac ) (ранее Firestone ), Meggitt (ранее Goodyear ), Robertson Fuel Systems, GKN USA, FPT Industries и Safran Aerosystems. [8] FPT теперь является частью GKN. [9] Для военного использования баки квалифицируются по MIL-DTL-27422 (включая требования по ударопрочности ) или MIL-DTL-5578 (не ударопрочность). Топливный бак самолета иногда состоит из нескольких взаимосвязанных топливных элементов. Соединительные шланги обычно также самоуплотняющиеся. [10]
Помимо военных самолетов, некоторые военные транспортные средства оснащены самоуплотняющимися топливными баками, например, бронированные машины LAV-AT Корпуса морской пехоты США . [11] Ярким примером невоенного транспортного средства, использующего самоуплотняющиеся топливные баки, является президентский государственный автомобиль США , который использовал их со времен SS-100-X Джона Ф. Кеннеди . [ 12] [13]
В некоторых категориях автоспорта также требуются самогерметизирующиеся топливные баки, изготовленные по военным технологиям . [ необходима цитата ]