Buzz
Nhiều người nghĩ thùng nhiên liệu của máy bay nằm ở thân, giống như ô tô hoặc xe máy, nhưng điều kỳ lạ là nó lại đặt ở cánh.
Máy bay trong thời kỳ ban đầu
Khi máy bay được thiết kế ban đầu, thùng nhiên liệu được đặt phía sau động cơ, ở giữa thân máy bay.
Vì cánh của những máy bay đầu tiên được thiết kế mỏng, với khung xương và sườn bằng gỗ thông nhẹ, bên ngoài được bọc bằng vải mỏng, cấu trúc này không thể chịu được trọng lượng của thùng nhiên liệu. Khi nhiên liệu được tiêu hao, vấn đề về trọng tâm của máy bay cũng xuất hiện, gây ra sự không ổn định khi bay.
Giải pháp là thêm một thùng nhiên liệu vào phía sau máy bay trước khi chúng được sử dụng trong các chiến dịch (thời điểm này chưa có hàng không dân dụng). Một phần nhiên liệu từ thùng sau sẽ được sử dụng để khôi phục sự ổn định của máy bay.
Nếu nhiên liệu được đặt ở đầu hoặc đuôi của máy bay, khối lượng lớn này sẽ tạo ra một mô men lớn ảnh hưởng đến trục dọc của máy bay và mô men này sẽ thay đổi liên tục do quá trình tiêu thụ nhiên liệu gây ra sự mất ổn định.
Tuy nhiên, để mở rộng phạm vi hoạt động, kích thước của thùng nhiên liệu cũng phải tăng lên, vì vậy việc đặt thùng nhiên liệu ở phía sau không đủ đáp ứng nhu cầu chiến đấu. Sau đó, một số nhà thiết kế đã nghĩ đến việc thêm các thùng nhiên liệu phụ trên cánh máy bay, phía trên tâm lực nâng.
Theo thời gian, với sự phát triển liên tục của vật liệu và cấu trúc cánh, đồng thời việc di chuyển động cơ từ mũi sang cánh, các nhà thiết kế cũng tính toán việc tận dụng không gian rỗng trên cánh để đặt thùng nhiên liệu. Sau những năm 1950, thùng nhiên liệu của hầu hết các loại máy bay đã được đặt trên cánh.
Cánh chính là bộ phận tạo lực nâng chủ yếu của máy bay. Khi cất cánh, nó uốn lên, đồng thời phải chịu trọng lượng lớn từ phần thân máy bay. Vì vậy, để tránh bị vỡ gãy, nhiên liệu cần phải được phân phối sang hai bên cánh. Đồng thời, nó cũng giữ góc chữ V dương ổn định của cánh (góc cánh vênh lên so với trục ngang của máy bay).
Tác dụng của việc đặt thùng nhiên liệu trên cánh máy bay
Việc đặt thùng nhiên liệu trên cánh máy bay mang lại nhiều lợi ích như tối ưu hóa không gian (do cánh máy bay hẹp không đủ chứa hàng hóa), tiếp cận động cơ dễ dàng hơn (nhiên liệu có thể dễ dàng được bơm vào động cơ, ngay cả khi bơm nhiên liệu gặp sự cố, nhiên liệu vẫn có thể truyền vào buồng đốt nhờ trọng lực).
Hơn nữa, vị trí trung tâm của cánh máy bay giúp không ảnh hưởng đến trọng tâm máy bay trong quá trình tiêu thụ nhiên liệu. Nhưng quan trọng nhất, nó giúp cánh máy bay không bị uốn cong hoặc rung trong quá trình bay, đồng thời an toàn hơn đối với hành khách trong trường hợp phát nổ.
Khối lượng của nhiên liệu cũng làm cho cánh trở nên cứng cáp hơn, giảm nguy cơ rung phá hủy cánh do hiệu ứng dòng chảy (flutter). Hiện tượng rung phá hủy có thể gây nguy hiểm và có thể làm hỏng toàn bộ cánh.
Chúng ta hiểu rằng khi máy bay đậu trên đường băng, nó dựa vào bánh xe để chịu trọng lượng. Khi bay, lực nâng do cánh tạo ra giữ cho máy bay trong không trung. Thùng nhiên liệu giúp cánh chống lại sự uốn cong và giảm tác động của nó.
Từ góc độ tải trọng, nếu tất cả trọng lượng tập trung vào thân máy bay, cánh sẽ phải chịu ứng suất uốn lớn để hỗ trợ trọng lượng đó, tạo ra áp lực cho phần gốc cánh. Nhưng khi thùng nhiên liệu đặt trên cánh, nó giúp phân phối trọng lượng, giảm mô men tải trọng ở điểm nối cánh với thân.
Người ta thường nghĩ rằng tăng trọng lượng cho cánh giúp máy bay cân bằng hơn và chống lại biến động trong thời tiết bất ổn, giống như người đi dây sử dụng thanh xà để duy trì cân bằng. Tuy nhiên, mọi điều có ưu và nhược điểm.
Nhược điểm của việc đặt thùng nhiên liệu trên cánh máy bay
Khi máy bay gặp phải nhiễu loạn không khí, nhiên liệu trong thùng có thể dịch chuyển và gây mất ổn định tiềm ẩn. Điều này có thể được khắc phục bằng cách cải thiện cơ cấu nạp và thêm vách ngăn trong thùng nhiên liệu.
Nhiên liệu đôi khi không được bơm đều từ hai thùng chứa, đặc biệt là trong các loại máy bay một động cơ. Điều này đã được giải quyết bằng cách bổ sung hệ thống chuyển đổi thùng nhiên liệu tự động.
Nguồn: Grunge; Phys.org; USGS
