что такое протектированный топливный бак

Учёные создали самозатягивающийся после попаданий материал

В США был создан материал, который может самостоятельно восстанавливаться после полученных повреждений. Созданная Тимоти Скоттом и его командой из университета Мичигана самовосстанавливающаяся «кожа» представляет собой химически активную жидкость, которая расположена между двух листов из полимерных материалов. В случае поражения данного материала химическое вещество под названием трибутилборан (tributylborane) вступает в реакцию с кислородом, после чего практически мгновенно затвердевает, герметизируя образовавшееся отверстие всего за несколько секунд. Чтобы доказать возможности своего изобретения, американские ученые опубликовали в свободном доступе видеоролик, на котором показано, как созданный ими материал после попадания в него пули восстанавливается в течение нескольких секунд: повреждение на нем просто затягивается.

Денежные средства на проведение соответствующих исследований были выделены американским космическим агентством. Специалисты НАСА планируют использовать новый материал для обеспечения дополнительной защиты космических кораблей и аппаратов от возможных повреждений, которые представляют очень высокую опасность. Материал бы идеальным образом вписался в состав обшивки космических кораблей, гарантируя надежную герметизацию в случае возникновения на борту непредвиденной ситуации, угрожающей жизни астронавтов. Планируется использовать его и в качестве материала при конструировании современных скафандров для космонавтов: малейшее повреждение, появившееся на оболочке скафандра, могло бы быть устранено в считанные секунды, что предотвратило бы утечку кислорода и спасло космонавту жизнь. При этом космос — это далеко не единственное место, в котором прижилась бы новая технология. Исследователи из Мичигана отмечают, что она найдет свое применение и во вполне земных конструкциях, в частности, в автомобилестроении и современных гаджетах, тех же смартфонах.

Сами американские исследователи уже сравнили изобретенный материал с «жидким металлом», из которого был изготовлен знаменитый киборг Т-1000 из популярнейшего фантастического боевика «Терминатор 2». Данный киборг не был подвержен простому механическому разрушению, благодаря свойствам материала, из которого он был сконструирован. Модель Терминатора Т-1000 могла быстро восстанавливаться, принимая свою первоначальную форму, к примеру, после попадания пуль разного калибра или воздействия взрывчатых веществ. Именно к получению такой модели самовосстанавливающегося материала и стремятся современные исследователи.

Источник

Протектированный пожаро-взрывобезопасный топливный бак птб-1

Техническое решение относится к области транспортного машиностроения, а именно, области автомобилестроения, и может быть использовано при конструировании и производстве топливных баков бронированных автомобилей. Топливный бак представляет собой резервуар, имеющий снаружи оболочку с эффектом самозатягивания пробоин, предохраняющую топливо от вытекания при механическом поражении бака, и заполненный изнутри противовзрывной пеной с выделением свободного объема для размещения датчика уровня топлива. 4 з.п. ф-лы.

Техническое решение относится к области транспортного машиностроения, а именно, области автомобилестроения, и может быть использовано при конструировании и производстве топливных баков бронированных автомобилей.

Известен (FR, заявка 2629397) топливный бак транспортного средства, содержащий корпус с горловиной залива топлива, средством передачи топлива в двигатель и датчиком уровня горючего, причем внутренний объем корпуса заполнен пористой структурой, выполненной в виде кусков пенопласта кубической формы, заполняющих весь объем емкости.

Недостатком известного топливного бака следует признать отсутствие защиты от механического повреждения, а также отсутствие возможности получения точных данных относительно уровня топлива в баке.

Известен также (ЕР, заявка 0857911) топливный бак, представляющий собой двухслойную оболочку со средствами заполнения и опорожнения топлива, содержащую металлический слой, упрочненный снаружи армированным пластиком в виде тонкостенной оболочки, находящейся в полном контакте с металлическим слоем.

Недостатком известного топливного бака следует признать отсутствие защиты от механического повреждения, а также наличие в емкости паров топлива, что может привести к взрыву топлива.

Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2090382) топливный бак с горловиной залива топлива, средством передачи топлива в двигатель и датчиком уровня горючего, покрытый снаружи эластичной полимерной оболочкой, причем внутри бака находится губчатый полимерный наполнитель. При разрыве такой оболочки не образуется искрение, приводящее к воспламенению топлива, а сам наполнитель уменьшает концентрацию взрывоопасных паров топлива.

Недостатком известной конструкции отсутствие защиты бака в случае пробоя оболочки и корпуса топливного бака, а также отсутствие возможности получения точных данных относительно уровня топлива в баке из-за замедленного выравнивания уровня топлива в баке.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в разработке протектированного пожаро-взрывобезопасного топливного бака.

Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в повышении безопасности эксплуатации автомобиля за счет предотвращения возможности взрыва топливного бака, а также воспламенения разлившегося из механически поврежденного топливного бака топлива.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать протестированный пожаро-взрывобезопасный топливный бак разработанной конструкции. Протестированный пожаро-взрывобезопасный топливный бак представляет собой резервуар, имеющий снаружи протектирующую оболочку с эффектом самозатягивания пробоин, предохраняющую топливо от вытекания при механическом поражении бака, и заполненный изнутри противовзрывной пеной с выделением свободного объема для размещения датчика уровня топлива. В некоторых вариантах реализации разработанной конструкции в корпусе емкости дополнительно выполнен съемный лючок для помещения внутрь бака противовзрывной пены. Однако в вариантах реализации топливного бака, в которых используют противовзрывную пену, формируемую непосредственно в объеме емкости съемный лючок может и не использоваться. Также в некоторых вариантах реализации топливного бака разработанной конструкции объем для размещения датчика уровня топлива может быть ограничен перфорированным кожухом. Этот дополнительный элемент обеспечивает свободное поступление топлива к датчику уровня, позволяя получить точные данные о количестве топлива в баке. Предпочтительно поверх самозатягивающейся оболочки нанесено огнезащитное покрытие, предохраняющее бак от воздействия открытого огня. В качестве резервуара может быть использован штатный топливный бак автомобиля или топливный бак дополнительно разработанной с учетом повышения безопасности использования конструкции.

В базовом варианте протестированный пожаро-взрывобезопасный топливный бак представляет собой резервуар, снаружи которого нанесено многослойное баллистическое покрытие (протектор), укрепляющее стенки бака и предотвращающее вытекание топлива при пробитии бака пулями, осколками или при его механических повреждениях.

Защитная оболочка содержит эластичный материал органического происхождения, разбухающий под действием бензина или дизельного топлива и затягивающий отверстия, образующиеся при простреле или любом другом механическом повреждении бака, что исключает вытекание топлива и его воспламенение.

Внутренний объем резервуара заполнен противовзрывным наполнителем (пеной), выполненным из сверхлегкого эластичного материала с открытопористой сетчатой структурой, обладающего малой паропроницаемостью.

Противовзрывной наполнитель исключает образование топливовоздушной смеси во внутреннем объеме бака, что предотвращает детонацию взрывоопасных паров топлива от искр или зажигающего компонента пули при ее попадании в бак.

Наполнитель также сглаживает эффект смещения топлива в баках, что позволяет стабилизировать положение топлива, и может выполнять роль фильтра.

Уменьшение запаса топлива за счет наполнителя (потеря полезного объема) составляет менее 3% от объема бака. Наличие открытых ячеек наполнителя позволяет легко заполнять бак топливом и полностью вырабатывать его в процессе эксплуатации.

Противовзрывной наполнитель заполняет все внутреннее пространство бака, за исключением свободного объема необходимого для работы датчика уровня топлива поплавкового типа. Установка наполнителя в бак осуществляется через дополнительно введенный в конструкцию герметичный люк.

Поврежденный бак легко ремонтируется в полевых условиях без каких-либо специальных приспособлений. Технология изготовления бака предельно проста.

Использование топливного бака разработанной конструкции обеспечивает повышение безопасности эксплуатации автомобиля за счет предотвращения возможности взрыва топливного бака, а также воспламенения разлившегося из механически поврежденного топливного бака топлива.

1. Протектированный пожаро- и взрывобезопасный топливный бак, отличающийся тем, что он представляет собой резервуар, имеющий снаружи оболочку с эффектом самозатягивания пробоин, предохраняющую топливо от вытекания при механическом поражении бака, и заполненный изнутри противовзрывной пеной с выделением свободного объема для размещения датчика уровня топлива.

2. Топливный бак по п.1, отличающийся тем, что в корпусе емкости дополнительно выполнен съемный лючок для помещения внутрь бака противовзрывной пены.

3. Топливный бак по п.1, отличающийся тем, что объем для размещения датчика уровня топлива ограничен перфорированным кожухом.

4. Топливный бак по п.1, отличающийся тем, что поверх самозатягивающейся оболочки нанесено огнезащитное покрытие, предохраняющее бак от воздействия открытого огня.

5. Топливный бак по п.1, отличающийся тем, что в качестве резервуара использован стандартный штатный топливный бак.

Источник

Что такое протектированный топливный бак

Вопреки распространенному заблуждению до 1917 года авиационная промышленность в России была. Не такая мощная, как на Западе, однако динамично развивавшаяся и неуклонно наращивавшая свой потенциал. Кстати, первым государственным деятелем, отважившимся стать пассажиром аэроплана, был председатель Совета Министров П.А. Столыпин.

Если перед Первой мировой войной производительность отечественных авиазаводов составляла около 480 самолетов в год, то в 1916 году было выпущено 1384 летательных аппарата тяжелее воздуха (в Советском Союзе этот количественный показатель будет достигнут лишь через 15 лет) и собрано 1398 авиамоторов. Правительство усиленно финансировало авиастроение, выделяя крупные средства подрядчикам. В отрасли «работал», главным образом, частный либо акционерный капитал, не стесненный бюрократическими ограничениями.

В октябре 1917 года в России существовали 34 авиапредприятия, на которых трудились до 12 тысяч рабочих. Из них 14 заводов выпускали самолеты, семь — моторы, три — воздушные винты и лыжи, два — магнето, один — авиаприборы, остальные достраивались. Наряду с возникшими ранее фирмами — «Первым Российским Товариществом Воздухоплавания» С.С. Щетинина (завод «Гамаюн»), заводами В.А. Лебедева в Петербурге, Таганроге и Пензе, собиравшими гидросамолеты и знаменитые многомоторники «Илья Муромец», авиационным отделением питерского Русско-Балтийского вагонного завода, московским заводом «Дуке», заводами A.A. Анатры в Одессе и Симферополе, В.Ф. Адаменко в Крыму — выпуск самолетов освоили предприятие итальянского конструктора Ф.Э. Моска в Москве, мастерская Ф.Ф. Терещенко под Киевом, фабрика Ф. Мельцера в Петрограде. В районе Херсона создавался крупнейший опытно-исследовательский авиационный центр — «Авиагородок».

Задолго до сталинской индустриализации и «пятилетки в четыре гроба» в России сложилась система подготовки авиационных кадров и была создана организационная структура русской военной авиации. Появились бипланы Я.М. Гаккеля и А.С. Кудашева, летающие лодки Д.П. Григоровича, истребители и тяжелые бомбардировщики И.И. Сикорского, геликоптеры Б.Н. Юрьева, разведчики В.Н. Хиони. Свои самолеты строили А.А. Пороховщиков, Ф.Н. Былинкин, Л.Д. Колпаков-Мирошниченко, А.А. Крылов, В.Л. Моисеев, В.П. Невдачин, В.Ф. Савельев, A.A. Семенов. Были созданы авиационные бомбы и торпеды, бомбосбрасыватели, пулеметные и пушечные установки, синхронизаторы, самолетные радиостанции, фотоаппараты, навигационные приборы, ранцевый парашют, построены аэродинамические трубы и лаборатории, отработана достаточно прогрессивная технология изготовления летательных аппаратов: широко использовалась ацетиленовая сварка, применялись агрегатная сборка и плазово-шаблонный метод.

Наибольший прирост мощностей наблюдался в моторостроении, в основном, за счет капиталовложений французских фирм. В Москве, помимо завода «Гном и Рон», возник завод «Сальмсон», в Рыбинске развернулось строительство цехов компании «Рено». В 1916 году в Александровске организовали завод «Дюфлон и Константинович» (Дека). Производством авиадвигателей собственной конструкции занимались также РБВЗ, акционерное товарищество «Мотор», экипажно-автомобильная фабрика П. Ильина.

В 1917 году планировалось изготовить на всех заводах 2250 самолетов, еще через год — довести производительность авиапромышленности до 3000–4500 машин.

После Февраля иностранные предприниматели начали постепенно сворачивать производство и вывозить капиталы за границу. Октябрьская революция и Гражданская война привели к полному развалу российского авиастроения. В данной области новая власть полагала самым приоритетным делом чистку Управления военно-воздушного флота от «контрреволюционных элементов». Каковая задача и была успешно разрешена специально назначенными комиссарами, считавшими авиацию чисто буржуйским развлечением, вроде духов и помады. Заодно сменили вывеску: с апреля 1918 года официальной эмблемой Красного Воздушного флота, правда ненадолго, стала свастика в белом круге.

12 июня 1918 года заводы воздухоплавательных аппаратов были отнесены к последней категории снабжения топливом, сырьем и электроэнергией. Военные заказы прекратились. Тысячи рабочих и инженеров, оставшись без работы, зарплаты и «классового продовольственного пайка», ушли на вольные хлеба. Наиболее крупные предприятия некоторое время еще продолжали функционировать за счет накопленных складских запасов, произведя 255 самолетов и 79 моторов. Затем последовали национализация, отказ нового правительства от уплаты внешних долгов, исчезли иностранные инвестиции, а бывшая империя превратилась в дикую территорию — Совдепию, с которой никто не желал иметь дела.

В 1919 году в Советской России было собрано 137 самолетов и 77 моторов, в 1920-м — соответственно 166 и 81. С завершением Гражданской войны и провозглашением новой экономической политики окончательно умерли разоренные и нерентабельные авиационные производства в Симферополе, Одессе, Пензе, Киеве, Бердянске, Сарапуле и Карасубазаре. Петроградскую фабрику Мельцера перепрофилировали на выпуск мебели, в Москве сгорел агротехнический завод вместе с уникальной аэродинамической трубой. Из четырнадцати самолетостроительных заводов в наличии осталось три, находившиеся в самом плачевном состоянии: с разбежавшимися рабочими, вышедшим из строя оборудованием, разворованным инструментом, без отопления и запасов сырья. На дрова ушла накапливаемая годами качественная авиационная древесина.

Страну за это время покинули сотни квалифицированных специалистов, не сумевших преодолеть отвращение к идеалам и принципам марксизма. В их числе были главный конструктор авиационного отделения РБВЗ И.И. Сикорский, на чужбине ставший «вертолетчиком №-1», выдающиеся аэродинамики А.П. Фан-дер-Флит (автор первого отечественного учебника) и М.Е. Глухарев, прочнист С.П. Тимошенко, академики А.А. Лебедев (теория авиационных двигателей) и Д.П. Рябушинский (основатель и научный руководитель Кучинского аэродинамического института), профессор Г.А. Ботезат, разработавший математическую теорию устойчивости самолета (его с распростертыми объятиями встретили в Национальном комитете по аэронавтике США), талантливые инженеры B.C. Маргулис, Ф.И. Былинкин, В.В. Иорданов, М.Л. Григорашвили, М.М. Струков, И.И. Махонин, P.C. Комарницкий, Ю.К. Отфиновский, В.И. Якимюк, легендарные летчики Б.В. Сергиевский, А.Н. Прокофьев-Северский, Б.В. Корвин-Круковский и многие другие. Русские конструкторы с успехом трудились в авиационной промышленности США, Франции, Германии, Бельгии, Великобритании, основывали самолетостроение в Японии, Китае, Югославии, Польше. Всемирную известность приобрели «русские» авиационные фирмы «Сикорский Корпорейшн», «Северский Эркрафт», «Чейз Авиэйшн Компани», «ИДО», «Хеликоптер Корпорейшн оф Америка». Орденом Почетного легиона — за выдающийся вклад в развитие французской авиации — был награжден В. А. Лебедев.

Ученые и конструкторы, решившие остаться «на родине победившего пролетариата», катализировались вокруг профессора Н.Е. Жуковского, по инициативе которого в декабре 1918 года декретом правительства был создан Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Институт объединил сотрудников и базу трех авиационных организаций: Расчетно-исследовательского бюро при Аэродинамической лаборатории Императорского Московского технического училища, Кучинского авиационного института и «Летучей лаборатории» при Центральном аэродроме.

Руководила институтом Коллегия под председательством Н.Е. Жуковского и выпускника МТУ А.Н. Туполева. Заведующими отделами стали В.П. Ветчинкин, А.А. Архангельский, Б.С. Стечкин, Н.И. Иванов, Н.В. Красовский. Специалисты нового центра занимались разработкой научных основ современной авиации на базе теоретических и экспериментальных исследований аэродинамики, гидродинамики и динамики полета летательных аппаратов, их прочности.

Источник

Типичные самоуплотняющиеся баки состоят из нескольких слоев резины и армирующей ткани, один из вулканизированного каучука и один из необработанного натурального каучука, который может поглощать топливо, набухать и расширяться при контакте с топливом. Когда топливный бак прокалывается, топливо просачивается в слои, вызывая набухание необработанного слоя и, таким образом, герметизацию прокола.

Содержание

История

Первая Мировая Война

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. Заказ был аннулирован Патентным ведомством США 26 сентября 1918 года, и 9 августа 1921 года Мердоку в конечном итоге был предоставлен патент США 1386 791 «Самопрокалывающееся герметизирующее покрытие для топливных контейнеров». Военный самолет, построенный Гленном Л. Мартином. Компания использовала этот самоуплотняющийся топливный бак.

Вторая Мировая Война

Стало понятно, что из-за ограничений по весу было непрактично просто добавлять броневые листы к топливным бакам самолетов; был необходим метод предотвращения утечки топлива из поврежденных баков.

Немецкие авиаконструкторы использовали слои резины, наложенные поверх кожаной кожи с обработанной внутренней поверхностью из волокна, для самоуплотняющихся баков на Junkers Ju 88 в начале войны.

Те же принципы были применены для создания самоуплотняющихся топливопроводов в самолетах (MIL-PRF-7061C).

Современное использование

Источник

Мягкие топливные баки

Основными материалами, из которых изготовляются мягкие топливные баки, являются нитрильная резина (внутренний топливостойкий слой) и прорезиненные (наружный слой) хлопчатобумажные ткани или кап­рон. Топливные баки выпускаются протектированными и непротектированными (рис. 4.23).

Рис. 4.23. Конструкция стенок непротектированных (А) и протектированных (Б) мягких баков:

1 — внутренний слой из резины марок 3826, 203А и 203Б;

2 — наружный слой из плащ-палатки (МХП ТУ 1628—54), ткани АХКР (МХП ТУ 1547—53р) или капронового волокна ИКШ-300 (МХП ТУ 1987—57); 3 — протектирующие слои

В период эксплуатации для предупреждения прежде­временного выхода из строя не рекомендуется содержать топливные баки на самолетах без топлива.

Для предупреждения преждевременного старения топ­ливные баки резервных самолетов или самолетов, летаю­щих не на полную дальность (на них топливные баки не всегда заполняются топливом), через определенные про­межутки времени рекомендуется заполнять топливом, руководствуясь при этом инструкцией по эксплуатации данного типа самолета.

Баки, имеющие трещины на внутреннем слое резины, к эксплуатации не допускаются. Мелкие трещины на внешнем слое баков легко устраняются способом холод — ного склеивания клеем КР-5-18Р. Этот способ ремонта является новым и более прогрессивным по сравнению с ремонтом баков горячей вулканизацией.

Выемка баков из упаковочных контейнеров, их раз­вертывание, монтаж на самолеты, демонтаж и хранение проводятся только при положительных температурах.

Во избежание обмена воздуха и для предохранения баков от озонного старения у баков, демонтированных для временного хранения без топлива, все отверстия и штуцера закрывают заглушками или обвязывают воще­ной бумагой. Хранение снятых баков разрешается не бо­лее одного месяца, а в районах с жарким климатом не более 15 дней. Хранить баки разрешается в помещениях и временно — под навесом, при этом для предохранения от прямых солнечных лучей, влаги и пыли их закрывают брезентом.

При определении пригодности баков к дальнейшей эксплуатации или к ремонту руководствуются данными, приведенными в табл. 4.17.

Баки независимо от их срока службы подлежат за­мене, если на них обнаружены следующие дефекты:

— разрушение протектирующих слоев на площади более 50% наружной поверхности;

— повреждения и неисправности, размеры которых больше указанных в табл. 4.16;

Характерные неисправности и повреждения, при наличии которых баки снимаются с эксплуатации и отправляются

Наименование неисправностей и повреждений

Предельные размеры неисправ­ностей и повреждений, при которых баки снимаются с эксплуатации

Проколы, порезы и порывы внутреннего резинового слоя

По местоположению И площади не ограничиваются

Трещины на внутреннем ре­зиновом слое, образовавшиеся в результате естественного старения резины

До 25% площади ремон­тируемой стенки бака

Расслоение швов внутрен-

Площадь ремонта не ог-

него резинового слоя и от­слоение арматуры от внутрен­него слоя

[Наименование неисправностей и повреждений

Предельные размеры неисправ­ностей и повреждений, при которых баки снимаются с эксплуатации

Отрыв и отслоение от внут­реннего слоя накладок или

Площадь ремонта и коли­чество оторванных накла-

лент крепления ребер жест­кости

док и лент не ограничи­ваются

Обрыв и повреждение шты­рей и других элементов креп­ления бака (петель, ушков)

Площадь ремонта обус­ловливается размерами ниж­ней резиновой шайбы штыря и других элементов креп­ления

Трещины и порывы наруж-

По всему периметру ар-

ного резинового слоя резино-

матуры при глубине тре-

тканевой и резино-металличе­ской арматуры

— на резино-металличе­ской арматуре — до метал-

лического кольца без от­слоения резины от металла;

— на резино-тканевой ар­матуре — до первого слоя ткани.

Трещина на наружном рези­новом слое у основания рези­но-металлической и резино­тканевой арматуры

По всему периметру ар­матуры:

— на одноусовой арма­туре— на 1/3 толщины ре­зинового слоя у основания арматуры;

— на двухусовой арма­туре —на глубину до ниж­него уса

Вырывы и грубые повреж­дения резино-тканевой и ре­зино-металлической арматуры

Площадь ремонта обу­словливается размером ар­матуры

Расстояние и порыв протек- тирующих слоев бака

Площадь ремонта не ог­раничивается

Порывы и отслоение наруж­ного слоя бака

Отслоение шайб, перекры­вающих отбортовку арматуры

Отслоение лент, перекры-

вающих швы наружного слоя;

— глубокие трещины на резино-тканевой арматура, доходящие до второго слоя ткани;

— отслоения резины от металлической арматуры.

Баки, имеющие такие дефекты, списываются.

Физико-механические свойства резины и прорезинен­ных тканей и сроки хранения их со дня изготовления должны соответствовать техническим условиям, приве­денным в табл. 4.17.

Технические свойства резины, применяемой при эксплуатации

Источник