Самоуплотняющийся топливный бак — это тип топливного бака, обычно используемый в топливных баках или топливных камерах самолетов , который предотвращает утечку топлива и возгорание после повреждения.
Типичные самоуплотняющиеся баки имеют слои резины и армирующей ткани: один из вулканизированной резины, а другой - из необработанного натурального каучука, которые могут поглощать топливо при контакте с ним. При проколе топливного бака топливо просачивается в эти слои, вызывая набухание необработанного слоя, закрывая и, таким образом, герметизируя прокол. Аналогичная 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, чтобы сохранить в тайне любое обсуждение или публикацию изобретения. Приказ был отменен Патентным ведомством США 26 сентября 1918 года, и 9 августа 1921 года Мердоку в конечном итоге был выдан патент США № 1 386 791 «Самопрокалывающее герметизирующее покрытие для топливных контейнеров». Военный самолет, построенный компанией Glenn L. Martin Company. использовал этот самоуплотняющийся топливный бак.
Говард Хьюз использовал неопрен для самогерметизации своих топливных баков во время своего кругосветного полета в 1938 году . [1]
В новых поколениях довоенных и ранних военных самолетов самоуплотняющиеся баки использовались для минимизации ущерба от утечки или горения топлива. При попадании в обычный топливный бак топливо может быстро вытечь. Это не только уменьшило бы дальность полета самолета, но и создало значительную опасность пожара. Поврежденные топливные баки также могут взорваться, что приведет к разрушению планера или серьезно ухудшит летные характеристики . Было осознано, что из-за ограничений по весу просто добавлять броневые листы к топливным бакам самолетов непрактично; Требовался метод остановки утечки топлива из поврежденных баков.
Ранние попытки защитить топливные баки заключались в использовании металлических баков, покрытых изнутри или снаружи материалом, который расширялся после прокалывания. Исследования показали, что выход снаряда, а не вход, был более серьезной проблемой, поскольку он часто падал, создавая тем самым большее выходное отверстие. Среди самых ранних версий этих типов танков были те, которые производились в Великобритании в аэропорту Портсмута компанией Fireproof Tanks Ltd (сформированной в 1939 году). Эти танки были впервые установлены на легкий бомбардировщик Fairey Battle , а другие версии были установлены на истребители Supermarine Spitfire и Hawker Hurricane , а также на более крупные самолеты, такие как тяжелый бомбардировщик Avro Lancaster . Компания Henderson Safety Tank Company предоставила ударопрочные самоуплотняющиеся топливные и масляные баки, которые входили в стандартную комплектацию тренажера Miles Master . [2]
Немецкие авиаконструкторы использовали слои резины, наложенные на кожаную шкуру с внутренней поверхностью, обработанной волокном, для самоуплотняющихся баков на Junkers Ju 88 в начале войны. [3]
В США Эрнст Эгер из United States Rubber Company (позже Uniroyal ) запатентовал [4] конструкцию самоуплотняющегося топливного бака в 1941 году, одну из многих компаний, участвовавших в разработке этой технологии во время войны. Элмо Э. Хэнсон, ведущий химик компании Firestone Tire and Rubber Company, подал патент на самоуплотняющиеся резервуары 21 января 1941 года ( патент США № 2 404 766 ). Химик Goodyear Джеймс Меррилл в 1941 году подал патент (опубликован в 1947 году) на усовершенствование и успешное испытание своего метода изготовления самоуплотняющихся баков с использованием двухслойной системы резиновых смесей, заключенной в металлическую внешнюю оболочку или облицовку крыла самолета. [5] В 1942 году он получил награду Совета по военному производству , и танки Goodyear впоследствии были приняты на вооружение истребителей Vought F4U Corsair производства Goodyear , а также других самолетов. К 1942 году компания Fireproof Tanks разработала первые гибкие топливные баллоны в качестве баков для увеличения дальности полета для Spitfire Mk IX . Эти резервуары представляли собой гибкие контейнеры, изготовленные из ламинированного самоуплотняющегося материала, такого как вулканизированная резина , и с минимальным количеством швов, чтобы минимизировать пути утечки.
Поскольку ранние испытания показали, что при ударе в топливном баке может возникнуть избыточное давление, самоуплотняющийся топливный элемент подвешен, что позволяет ему поглощать удары без разрушения. Топливные баки ВМС США во время войны были способны выдерживать пули калибра 0,50 дюйма (12,7 мм), а иногда и снаряды автопушки диаметром 20 мм (0,79 дюйма) .
Не все истребители были оснащены относительно новым изобретением. Самоуплотняющиеся резервуары, как правило, имеют меньшую вместимость, чем негерметичные резервуары. [6] Тем не менее, самолеты, оснащенные самоуплотняющимися баками, сумели выдержать гораздо больше повреждений, чем самолеты с обычными топливными баками. Боевой опыт войны на Тихом океане показал, что американские самолеты, оснащенные самоуплотняющимися топливными баками, могут выдержать гораздо больший урон, чем легкобронированные японские конструкции без самоуплотняющихся топливных баков, такие как Mitsubishi A6M Zero . Те же принципы были применены для создания самоуплотняющихся топливопроводов в самолетах (MIL-PRF-7061C).
Большинство реактивных истребителей и все военные винтокрылые самолеты США используют те или иные типы самоуплотняющихся баков. Военные вертолетные топливные баки обладают еще одной особенностью: они устойчивы к ударам . [7] На больших высотах резервуары должны находиться под давлением, что затрудняет самоуплотнение. Новые технологии принесли такие достижения, как резервуары , наполненные инертной пеной , для предотвращения детонации. Эта пена представляет собой пенопласт с открытыми порами, который эффективно делит газовое пространство над оставшимся топливом на тысячи небольших пространств, ни одно из которых не содержит достаточного количества пара для поддержания горения. Эта пена также служит для уменьшения выплескивания топлива . Основными производителями этой технологии являются Hutchinson, Amfuel (ранее Zodiac ) (ранее Firestone ), Meggitt (ранее Goodyear ), Robertson Fuel Systems, GKN USA, FPT Industries и Safran Aerosystems. [8] FPT теперь является частью GKN. [9] Для использования в военных целях танки соответствуют стандарту MIL-DTL-27422 (включая требования к ударопрочности ) или MIL-DTL-5578 (неудароустойчивость). Топливный бак самолета иногда состоит из нескольких соединенных между собой топливных элементов. Соединительные шланги обычно также являются самоуплотняющимися. [10]
Помимо военных самолетов, некоторые военные машины оснащены самоуплотняющимися топливными баками, например, бронемашины LAV-AT Корпуса морской пехоты США . [11] Ярким примером невоенного транспортного средства, в котором используются самоуплотняющиеся топливные баки, является государственный автомобиль президента США , который использовался со времен SS-100-X Джона Ф. Кеннеди . [12] [13]
Самоуплотняющиеся топливные баки с использованием военной техники также необходимы в некоторых категориях автоспорта . [ нужна цитата ]