民航客機燃油箱由機翼的基本結構組成,那麼蒙皮怎樣來承受幾十噸的燃油重量呢?

詩莫顏

民航客機一般有3處油箱,機體內有1個油箱,兩翼各1個油箱。機體內的中央油箱能夠裝最多的燃油,每邊的機翼油箱總和可以和和中央油箱差不多。機翼油箱可不是直接把機翼拿來做油箱,裡面還有單獨的油箱結構。而機翼也不是看上去那麼一層蒙皮,裡面是有橫縱梁結構的。由於有空氣力學要求,所以機翼有形變的餘度。民航客機機翼由於不像戰鬥機那樣需要做花哨的動作,需要承重,因而結構異常堅固。想想看客機的機翼還要掛載沉重的發動機呢!

客機的機翼是下單翼,直接和機身內部承重梁相連。本身這種形式承重能力就好。油箱是單獨的一個結構,蒙皮只是覆蓋件,起整流作用,主要支撐和承重其實是由內部梁骨結構提供的。機翼油箱雖然裝載大量燃油,但是均勻分佈的,不是全壓在一處。所以每平方米壓力不算大。分佈算比中央油箱的壓力小的多。機翼油箱對翼根結合處的結構影響最大。所以此處有結構強化。機翼加裝燃油後會有弧度變化,看翼尖就能發現。加滿油後會下垂。

客機的機翼使用先進的航空材料,並且有針對結構設計做出的優化。機翼承重看上去壓力很大,但材料和結構足以支撐。不要忘了,機翼升空後是有升力的,這個升力相當於托起飛行中的機翼。所以空中飛行時客機的機翼升力大於重量。客機的材料選擇都是最先進的,現在機翼的蒙皮傾向採用複合材料,承重結構依然採用金屬材料。設計之初整個飛機都有承載餘量,實際使用的運載量是低於最高設計值的,所以結構安全性是一定保證的。


紫龍防務觀察

民航機的油箱目前主要有機身油箱和機翼油箱兩種,以常見的空客A320系列為例(下圖),機翼油箱主要集中設置在機翼根部,這裡機翼翼型相對厚度較大,可以方便的容納機翼油箱;機身油箱主要集中在機翼和機身交匯處,這裡靠近飛機的重心,油箱設置在這裡,對於飛行中保持縱向穩定性具有重要意義,此外,為了防止人員運輸和貨物運輸過程中帶來的重心前後變動,在機身中央油箱的前後位置還分別額外設置了兩個機身油箱,這樣就可以通過油泵來調節這三處油箱的重量,從而有利於全機重心調節。

接下來回答一下機翼承載的問題,首先就要糾正一下,機翼蒙皮並不承受機身油箱的重量,在飛機結構力學方面,蒙皮主要承受空氣摩擦而產生的剪切應力,並且負責將分散的氣動力傳遞到飛機機翼的翼肋、樑上,真正承受飛機重量的是機翼的主樑(下圖)。

在航空工業中,飛機機翼蒙皮主要以輕質航空鋁合金加工而成,現在也有采用碳纖維複合材料的。但是在機翼主樑的加工方面,主要使用不鏽鋼,這樣才可以挑起整個飛機的重量,確保結構強度和剛度的要求。


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