Si miras una sección transversal del fuselaje de un avión de pasajeros, la parte en la que estás sentado, tienes razón para preguntarte dónde demonios todavía hay lugar para poner el combustible para esta bestia sedienta.
(Una sección transversal típica del fuselaje de un avión de pasajeros; de arriba a abajo: algunos conductos relacionados con el sistema y aire acondicionado, los compartimientos superiores donde los elementos pueden haber cambiado durante el vuelo, las máscaras de oxígeno que caen automáticamente si es necesario, demasiado estrecho asientos donde tienes que luchar por el reposabrazos con el tipo grande a tu lado, el piso sobre el que caminas y los pasajeros menos nobles tiran su basura; luego el espacio donde caben los contenedores de carga y debajo de eso queda poco espacio para correr cables y cosas relacionadas con el sistema. ¿Dónde está el combustible?)
Un tanque central
Bueno, antes que nada, en la mayoría de los aviones no es como esa sección transversal desde adelante hacia atrás. Entre las alas hay una interrupción del espacio de carga y a menudo hay un tanque instalado: un tanque central . Pero eso no es todo; y no todos los tipos de aviones tienen este tanque central. El Airbus A330-300 no viene de serie con este tanque central, por ejemplo, mientras que el A330-200 sí.
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Tanques de ala
Las alas pueden verse delgadas cuando ves un avión desde lejos. Sin embargo, cuando miras de cerca, son bastante gruesas. De hecho, en algunos tipos las alas son inmensamente más gruesas de lo que imaginas a primera vista.
(¡WTF! Se podría pensar que un ala A380 es razonablemente gruesa pero ¡guau! No, eso no es un liliputiense parado en el ala, es tu joe promedio en la fábrica. Por supuesto, el ala no tiene el mismo grosor en toda la envergadura: es más grueso cerca de la raíz y se vuelve más delgado hacia la punta del ala).
(Aquí está la construcción de una punta de ala de un Boeing 777. Al igual que en la imagen anterior, esta es la parte del ala sin controles de vuelo y solapas y listones conectados. Observe cómo todavía hay espacio suficiente en esta sección media entre la parte delantera y trasera de el ala para almacenar algo de comida líquida para la sedienta Miss Airplane).
(Incluso en un tipo más pequeño, el ala sigue siendo más gruesa de lo que imaginas a primera vista. Este puede ser el ala de un A320, pero no estoy muy seguro. Los controles de vuelo aún no están conectados aquí. Por supuesto, los tipos más pequeños no No tiene el alcance de los grandes con estos tanques más pequeños. Incluso si lo hicieran, hay mucho que puede alimentar antes de tener que comenzar a rechazar la carga que paga, como la carga y los pasajeros … y a las aerolíneas en general les gusta que les paguen por lo que ellos transportan)
Debido a que las alas tienen todo este espacio disponible , y debido a que generalmente los mayores consumidores, si no siempre los únicos, los motores, están colgando del ala de todos modos, es lógico usar este almacenamiento como combustible.
El peso del combustible también contrarresta la fuerza del elevador que dobla el ala hacia arriba en vuelo, por lo que almacenar combustible en las alas también es una buena práctica para ayudar contra la fatiga de esta flexión. Esa es una razón por la que a menudo hay al menos dos tanques diferentes dentro de un ala: uno en el interior, el tanque interno, y otro en el exterior, un tanque externo . El combustible se mantiene en este tanque externo el mayor tiempo posible solo porque su peso ayuda a contrarrestar la curvatura hacia arriba en el ala.
Los invito a mirar la punta del ala en su próximo despegue para ver cuánto se dobla realmente hacia arriba; y si puede, compárelo con cuánto más se dobla justo antes de aterrizar, cuando se usa la mayor parte del combustible. Puede asustarte ver cuán flexible es realmente un ala.
A medida que el avión vuela, el peso del combustible que se gasta para lograr esta hazaña abandona el barco y se bombea a la atmósfera como H2O (haciendo que las estelas estén en lo alto del cielo) más CO2 y algunos otros subproductos no tan agradables. El cambio de peso resultante puede significar problemas de equilibrio si el centro de gravedad se aleja demasiado de las alas . Por lo tanto, las alas son un espacio de almacenamiento ideal para evitar esta consecuencia también.
Por supuesto, un ala también necesita una pequeña colección de controles de vuelo. Luego está el tren de aterrizaje principal, que también puede estar ubicado cerca de la raíz del ala. Entonces, ¿a dónde va eso si no está en el ala?
(Un ala es también el hogar de una miríada de controles de vuelo, pero observe cómo en realidad no ocupan espacio en la sección media del ala. Las lamas cuelgan en la parte delantera y las aletas en la parte posterior, al igual que los alerones Los spoilers o los frenos de velocidad son paneles delgados en la parte superior de la parte posterior del ala y tampoco ocupan espacio de almacenamiento masivo).
(Las aletas tienen la mayor parte de su mecanismo, los carenados de las aletas, incluso fuera del ala. Sí, eso es lo que sobresale de la parte posterior: son los rieles y el mecanismo que permiten que las aletas se muevan hacia el atrás y debajo del ala. Esto deja disponible la parte media del ala).
(Cuando dice que se abre un ala, probablemente recuerde esta imagen de … bueno, la apertura del ala. Esto sucede después del aterrizaje: las aletas se extienden completamente hacia atrás y hacia abajo mientras que los spoilers / frenos de velocidad saltan para “estropearse” “El ascensor y aerodinámicamente” frenan la velocidad “del avión. Si vieras la parte delantera del ala, también verías los listones extendidos hacia adelante y hacia abajo. Sin embargo, observa cómo una sección media significativa permanece” sin abrir “allí delante de todos los tubos que albergan la hidráulica en este ala “abierta”.)
Puede ver que estos controles de vuelo, flaps y slats realmente no roban demasiada capacidad de almacenamiento dentro de las alas.
El engranaje principal también puede estar unido a la base del ala, pero se balancea dentro de la parte más gruesa del fuselaje para ser almacenado en la retracción.
(Observe cómo, aunque el tren de aterrizaje principal está instalado en la raíz del ala, se retrae hacia el interior y se almacena dentro de la bahía del engranaje, esa parte más gruesa del fuselaje. Por lo tanto, no ocupa mucho espacio en el interior el ala tampoco.)
Un tanque de recorte
La historia aún no termina aquí; Se vuelve más interesante.
Hay algo más que debe saber: cuanto más se encuentra el centro de gravedad del avión en la parte posterior del avión, menos combustible se usa para el vuelo: a popa cg ahorra combustible .
¿Cómo puede ser eso, te preguntas? Bueno, todo el punto de la sección horizontal de la cola, aparte de alojar el elevador para el control, es crear un “elevador negativo” para estabilizar el avión. La gravedad funciona en cada átomo del avión, por supuesto, pero puedes generalizar esa fuerza como si tuviera lugar en el centro de gravedad: un punto que si lo soportas, soportarías y equilibrarías todo el peso del avión.
Bueno, de manera similar hay un centro de elevación donde todas las fuerzas de elevación pueden generalizarse.
Estos dos puntos no están en la misma ubicación y, al igual que un libro, se volcaría si lo apoyara con un dedo y luego empujara a otro lado, así el avión se volcaría si no hay fuerza de equilibrio desde la sección de la cola.
Para crear esa fuerza hacia abajo, debes girar esa sección de cola horizontal, creando más resistencia. Además, por supuesto, le quita parte del ascensor que está tratando de generar con las alas; en efecto es como cargar peso extra. Entonces, realmente desea limitar este “levantamiento negativo” tanto como pueda. Si el centro de gravedad se mueve hacia atrás, más cerca del centro de elevación, puede hacerlo.
(Para volar un avión estable, necesita otra fuerza hacia abajo en el otro lado del centro de elevación que no sea donde actúa el peso. En efecto, esta fuerza es como agregar peso virtual y desea limitarlo tanto como sea posible moviendo el cg popa, más cerca del centro de elevación, reduciendo así su brazo.)
Una forma de mover el centro de gravedad a popa es, por supuesto, cargar el avión correctamente antes de partir, pero no siempre tiene tanto control sobre eso como le gustaría (como sin duda ha notado cuando ese mochilero está detrás rápidamente robaste el asiento de la ventana vacía 6 filas hacia adelante en el que tenías el ojo puesto) y cuando quemas combustible el cg se mueve de todos modos. Aquí es donde entra en juego otra solución inteligente: un tanque de compensación .
Al poder bombear combustible a la sección de cola del avión , tiene la posibilidad de mover el CG hacia atrás y así ahorrar combustible para su viaje. La mayoría de los aviones grandes que tienen un largo alcance y, por lo tanto, pueden ahorrar una gran cantidad de combustible, tienen un tanque de compensación. En los tipos más pequeños, el peso adicional de toda la instalación a menudo no vale la pena por los viajes cortos que hacen, por lo que no lo tendrán.
Los aviones modernos hacen esta transferencia de combustible automáticamente. El A330 y el A340, por ejemplo, comienzan a bombear combustible automáticamente desde los tanques delanteros (tanques de ala y tanque central si están instalados) a este tanque de compensación en la subida, cuando pasas alrededor de 25,000 pies en tu camino hacia arriba. A medida que usa combustible durante el vuelo, el centro de gravedad se controla automáticamente para que sea óptimo moviendo el combustible regularmente entre tanques. Debido a que este tanque de compensación está tan hacia atrás en el avión, el brazo sobre el que actúa la fuerza es grande y no tiene que bombear cantidades gigantescas para lograr grandes ahorros.
Ahora ponlo todo junto
Entonces, ahora tiene suficiente equipaje en su banco de conocimiento para comprender por qué tiene sentido tener combustible almacenado en las alas, en la cola (en los tipos típicamente hechos para largas distancias) y entre las alas (en los tipos donde hay necesidad de más almacenamiento).
(Los diferentes tanques y sus ubicaciones están marcados aquí para un Airbus A340. Por supuesto, las alas son simétricas).
En un vuelo normal, primero tratarías de deshacerte del peso extra en el tanque central , lo que ayuda a aliviar la fatiga por flexión del ala: primero debes usar el combustible del tanque central. Al mismo tiempo, bombea algo de combustible al tanque de compensación para optimizar el centro de gravedad y ahorrar a la aerolínea y, en última instancia, a los pasajeros algunos dólares. Cuando el tanque central está vacío, estás en el tanque del ala interior . Finalmente, cerca del final del vuelo , vas a cavar en los tanques de ala exterior y en el tanque de compensación , si ese último aún no está vacío.
¿Cuánto cabe en estos bebés?
La cantidad de combustible que normalmente cabe donde depende del tipo de avión. Tampoco solo lo recargas como lo haces con tu automóvil porque transportar combustible aumenta el peso y quema combustible adicional en sí mismo. Normalmente llevas lo suficiente solo para tu vuelo planificado más un poco más para escenarios “por si acaso”. Por lo tanto, diferentes vuelos en el mismo tipo llevarán una cantidad diferente de combustible.
Un enorme Airbus A380 puede transportar alrededor de 320,000 litros de combustible o alrededor de 251 toneladas. Los tipos más pequeños pueden llevar menos, por supuesto. Un A340-300 puede transportar alrededor de 140,000 litros de combustible o alrededor de 110 toneladas. Un A320 sin tanques opcionales adicionales instalados se reducirá a menos de 24,000 litros o alrededor de 18.6 toneladas. A veces, cuando las aerolíneas tienen en mente un sector largo específico de bajo pero alto peso de pago para la misión, como decir un avión con solo primera clase o clase ejecutiva a un destino lejano, pueden optar por instalar tanques centrales adicionales (ACT).
( Aquí hay una página de un manual A340-300, que indica los diferentes tanques, sus ubicaciones y sus cantidades máximas. Los ACT son tanques centrales adicionales que una aerolínea o un comprador privado eligen tener instalados para ampliar la capacidad de combustible y, por lo tanto, el alcance del avión .)
(Aquí hay una página de un manual de A321 con ubicaciones y capacidades de tanques. El problema con los ACT es que cuanto más peso en el combustible que ponga, menos puede aumentar en peso por las cosas que pagan el vuelo. A los compradores privados puede no importarles sobre eso y pueden tener algunos ACT instalados si lo desean).
