題:
飛機輪胎在飛行中可以放氣以減輕重量嗎?
securitydude5
2017-11-06 20:18:20 UTC
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作為減輕重量以減少燃料消耗的一種方法,飛機起落架上的輪胎一旦空降就可以放氣,然後在著陸前重新充氣嗎?那可行且安全嗎?

評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](http://chat.stackexchange.com/rooms/68368/discussion-on-question-by-securitydude5-could-we-deflate-airline-tyres-in-mid-fl) 。
不可以。因為飛機在最重時起飛時仍需要充氣。因此,在真正重要的情況下,您將對重量預算產生零影響……假設這裡的吸引力在於考慮如何擠壓那裡的更多行李箱。
更容易在起飛時按一下U-2的“ pogos”起落架(滑行嗎?)裝備
烏姆,以為我會對那些為什麼會影響體重的人不知所措(如果他也感到困惑的話,還可能包括OP),請給他們一些注意。這僅是因為輪胎的空氣密度高於1個大氣壓,並且外部空氣將小於1個大氣壓。我都不是真的,輪胎的充氣不會改變任何東西,因為外界空氣的浮力會抵消質量的增加。
@Mehrdad真的嗎?浮力基於排出的流體的體積,扁平輪胎的體積不小於充氣輪胎的體積。
@Koyovis: *“浮力基於置換後的流體的體積,扁平輪胎的體積不少於充氣後的輪胎。” *好吧,不,它基於置換後的流體的“重量”。但是,就您的實際觀點而言,我不認為該說法與我所說的有何抵觸。向上的浮力顯然與您說的相同,但是充氣輪胎的質量更大,因此重量更大。
@Mehrdad是的,的確如此,那裡沒有爭論。
六 答案:
Federico
2017-11-06 20:23:11 UTC
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您想通過去除幾千個空氣來減輕重量,並增加相等數量的(即使不是更大的)數量的泵來給輪胎充氣(有關詳細信息,請參見 David Richerby的答案)。 ,更不用說定期檢查所述泵的正確功能而產生的額外費用,這將被標記為“安全關鍵”(因為放氣的輪胎著陸會帶來嚴重的後果),並且需要經常檢查。

所以,也許可行。安全不是真的。我看不到有意義的內容,尤其是在輪胎爆胎的情況下,如何凱奇鏈接的此視頻所示。

A較輕的替代方法是使用來自發動機高壓部分的引氣,但它仍可能(*)比您要排出的空氣重(您需要重型管道將高壓空氣從發動機輸送到發動機)。車輪),而不是一個安全的好的解決方案:如果您必須在沒有發動機功率的情況下著陸會發生什麼?

(*):正如user3528438在他們的評論中提到的那樣,

此外,本固特異手冊還提供了其他一些問題的見解:(強調我的觀點)

  1. 安裝後允許12小時拉伸
  2. ol>

    所有輪胎(尤其是斜交輪胎)在初始安裝後都會拉伸(或增長)。輪胎體積的增加導致壓力增大因此,輪胎在投入使用前不得投入使用至少充氣12小時,重新檢查壓力,並在必要時重新充氣輪胎

這意味著輪胎在充氣後需要進行調整,可能消除了連續充氣和放氣的可能性(或者,必須在著陸前至少12小時重新充氣)。請注意,本手冊是針對當前操作編寫的,如果壓力降至標稱值的80%以下,則需要更換/檢查輪胎。應該針對通貨膨脹/通貨緊縮週期重新編寫程序,這可能是一個因素。

評論不作進一步討論;此對話已[移至聊天](http://chat.stackexchange.com/rooms/68339/discussion-on-answer-by-federico-could-we-deflate-airline-tyres-in-mid-flight-至)。
Peter Kämpf
2017-11-06 23:54:09 UTC
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某些軍用運輸機確實可以調節駕駛艙的輪胎壓力,以進行軟戰。 Antonov An-22將是一個例子中央輪胎充氣系統也是蘇聯軍用卡車的標準功能,並且也用於某些美國卡車。

該功能已在更高版本的An- 22應該已經告訴您一些信息。

是的,在大型運輸機上節省幾十公斤的重量是可行的,但是您需要添加泵和管道。為了清除民用認證標準,該系統必須是冗餘的,因此您需要復制大多數組件。另外,存儲在加壓輪胎中的能量不易回收,但由於必須重新充氣,因此必須從可能的燃料節省計算中減去。

我將不進行更詳細的研究期望質量節省最小,並且不會超過增加的複雜性和增加的故障模式。

我敢打賭,An-22可以用這些輪胎來調節跑道的輪胎(已鋪好-高壓vs未鋪好-低壓)而不是節省重量。
@Agent_L:當然可以。從沒有一個蘇聯客機使用該系統這一事實就可以明顯看出,沒有這樣做是為了減輕重量。
Jerry Coffin
2017-11-07 05:41:57 UTC
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與所涉及的泵(及類似物)一起,應注意的是,從安全角度來看,給大型飛機的輪胎充氣是一件相當不容易的事。

尤其是當您在給輪胎充氣時,通常將輪胎放進輪胎籠中,如下所示:

enter image description here

照片來源: Martins Industries

這不是唯一的選擇,但是您知道了。幾乎可以肯定,您需要在輪胎周圍 進行安全充氣的籠罩本身,其重量要比輪胎內部的空氣重得多。

值得的是,只有很少的輪胎保持架可以在不從飛機上卸下輪子和輪胎的情況下使用-如果我沒有記錯的話,它們通常比像我這樣更常見的輪胎保持架更大,更重在上方鏈接(儘管公平地說,不是明顯更大/更重)。

我看到了籠子,然後尋找飛機輪胎爆炸的視頻。[此視頻非常清楚為什麼需要使用籠子] [https://www.youtube.com/watch?v=4gBHoeB1vfk)
而且,一個人需要這些籠子的事實意味著,在飛行中給輪胎充氣的機會很大,導致您嘗試著陸的輪胎數量少於起飛時的數量。
-1
David Richerby
2017-11-07 17:13:03 UTC
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您根本不會減輕任何重量。

54x21.0–23 Flight Leader * sup是固特異最大的商用航空輪胎之一。 >用於空客A330和A340。也就是說,外徑54英寸,寬度21英寸,輪輞直徑23英寸(137x53x48厘米)。假設輪胎具有矩形橫截面,則每個輪胎的總體積約為0.7m 3 sup>。這是對空氣體積的高估,因為橫截面是彎曲的,並且計算的體積包括橡膠。

這些輪胎充氣至235 psi,大約為16 bar。 1 bar處的空氣密度約為1.2 kg / m 3 sup>,因此輪胎中的空氣總質量約為16 kg。 A330或A340有十個輪胎(我想前輪輪胎較小,但我們可以忽略不計),因此空氣總質量最多為160公斤。

A330的最大起飛重量/ A340處於250,000千克的範圍內,因此160千克的重量節省約為0.06%。另一種查看其規模的方法是160公斤基本上是兩名沒有托運行李的乘客,或每名乘客約500克(這些飛機可容納300人)。

不過,您還需要安裝多重冗餘高壓空氣壓縮和分配系統。谷歌快速建議在車間中使用的那種空氣壓縮機的重量為30–40千克,只有8巴(請記住,我們需要16千克)。重量中的大部分可能是儲油罐,我不確定這與充氣飛機輪胎所需的重量相比如何。但是,您將需要一些功能強大的東西,以便在合理的時間內在16巴下泵送7立方米的空氣,即使是其中四台普通的車間泵也將消除我們大部分或全部的重量減輕。


* sup>其他品牌的飛機輪胎可用;我沒有任何製造商的鏈接。

我敢打賭,即使是能夠承受300 psi壓力並能移動大量空氣(至少3/4“ ID)的空氣軟管和配件,也會因輪胎放氣而重達“節省”的空氣重量的數倍。空氣壓縮機非常熱並且消耗大量能量,也許可以通過使輪胎放氣來回收一些能量。
“您根本不會節省任何重量。”然後計算出節省了160公斤。船上已經有來自發動機的壓縮空氣。您發現的那些壓縮機不是為機載設計的,並且生產時不考慮重量。
@Koyovis發動機熄火著陸如何?發動機會提供足夠的壓力嗎? RR Trent 700(用於A330)具有36:1的總壓力比,我想這意味著您可以在接近海平面且以全功率運行時,以36 bar的壓力排出空氣。但是當您著陸時,您將需要給輪胎重新充氣,因此大概是大大降低了功率。是否有足夠的壓力可用?
是的,安全問題和緊急情況是問題所在。不會通過引氣重新充氣,只需在最終下降之前重新充氣即可。
@Koyovis即使使用發動機引氣,您也必須安裝從發動機到車輪的多餘管路,這將是多餘的。那會增加體重。此外,空氣必須經過一個配件,該配件可使車輪旋轉360度而不會損失空氣。如果輪胎在充氣過程中在空中爆炸,您可能會失去整個機身以及其中的所有人。輪胎碎片很容易損壞機翼,使其無法飛行,從而導致整個機身損失。
@Flynn旋轉式通脹工具[已經存在](https://en.wikipedia.org/wiki/Central_tire_inflation_system)。而且,儘管我同意您的異議,但其他答案也涵蓋了這些異議。
““您根本不會節省任何重量。”然後您算出節省了160公斤”。正確,在測量誤差範圍內,您“不省重量”。工程學不是柏拉圖式算術。
@David Richerby是的,我知道它們存在。我的意思是,這只是更多的重量和復雜性以及其他需要失敗的地方。整個飛行通貨膨脹的想法是如此愚蠢,幾乎不知道從哪裡開始。但是問題已經得到了包括您在內的充分討論。即使原始提案牽強附會,人們也可以從答案和評論中學到很多東西,因此從許多方面來看,這都是一個好問題。
Cody Smith
2017-11-08 01:43:11 UTC
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每個人都缺少一個關鍵事實-航空輪胎充滿了氮氣。輪胎在停機坪上的摩擦可能會升高溫度,足以使氧氣與橡膠發生反應,從而引起火災。氮氣通常是惰性的,因此更加安全。

整個問題都無關緊要,因為除非您將相同體積的氮氣放到飛機上的第二個油箱中,否則您將無法僅用氮氣再次給輪胎充氣。減輕重量。

或者,您可以攜帶分餾所需的實驗室設備,但我想那會更重。

您知道燃油箱[也充滿了富氮空氣](https://en.wikipedia.org/wiki/Inerting_system#Aircraft),確實是在機上創建的,不是嗎?
正如我對答案的其他評論中已經提到的那樣,@PeterKämpf確實不是可比的。 88%的氮與輪胎中的99.X%略有不同
現在是@Federico,是的。顯然,輪胎充氣系統將被重新設計以提供更高百分比的氮氣。
@Koyovis,您是否檢查過此重新設計的重量和體積?
@Federico是設計參數。該系統可能變得更笨重,或者如果給予更多時間,則本系統可以做到這一點,或者可以採用輕量的氧化劑解決方案。最初在設計之前,所有東西都太重了,因為尚未針對輕量化進行設計。
我最近閱讀了有關用氦氣代替飛機輪胎中的氣體以減輕重量的建議。這將不需要在飛行中重新充氣,但是將需要在輪胎內部具有更好的阻氣層以防止更快的氣體擴散。
正如科迪已經說過的那樣:“或者,您可以攜帶分餾所需的實驗室設備,但我想那會更重。”再簡單不過了。
Koyovis
2017-11-09 14:40:57 UTC
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這是一個好問題。輪胎中壓縮空氣的重量估計減少了120公斤,這並非不言而喻。帶有此鏈接的尺寸的詳細估算。 B777-300的輪胎尺寸為52 X 21 R 22:

  • 52的外徑(英寸)= 1.32m
  • 21的輪胎寬(英寸)= 0.53m
  • 22是以英寸為單位的輪輞直徑= 0.56m
  • 輪胎本身的側面面積= $ \ frac {\ pi} {4}(1.32 ^ 2-0.56 ^ 2)$ = 1.23 m $ ^ 2 $。
  • 輪胎的體積=側面面積*寬度= 1.23 * 0.53 = 0.65 m $ ^ 3 $。 B777有12個這樣的車輪,所以輪胎總體積= 7.8 m $ ^ 3 $。
  • 1 bar壓力下的空氣= 1.225 kg / m $ ^ 3 $。十二個16 bar的車輪可容納7.8 * 1.225 * 16 = 153公斤的空氣。

節省的重量大約為150公斤,每次旅行兩到三十年不算什麼打噴嚏。換個角度考慮一下:如果一個人提議由於多餘的燃油而不必要地永久性地增加150公斤的重量,那麼他們會多麼理智?

要重新給輪胎充氣,所有基礎設施已經安裝:噴氣發動機的最終壓縮機級壓力絕對高於所需的16 bar。從Rollys Royce的Jet Engine問題5:

enter image description here

從700C-1000K冷卻到30C = 300K,即重新充氣輪胎所需氣壓的數量級。因此從技術上講,一切皆有可能。可以使用船上現有的基礎設施為輪胎重新充氣。當然,現在不應對現有的未經修改的基礎架構進行調整,但是從數量上來說,一切已經準備就緒。與1930年發明第一個自動駕駛儀相比,在21世紀對輪胎氣壓充氣機進行調整要簡單得多。我是說,伙計們。

1英寸鋁製管道重約一米,發動機非常靠近車輪。額外的10 m油管會很多。液壓油具有一個熱交換器,機翼中帶有燃料,該燃料在降落之前就處於過冷狀態,所有這些時間都在-30°C下進行。假設整個重新充氣裝置的頂部重達30公斤。

整個想法落伍的地方在於安全方面。我們正在接近一個燃油儲備低,輪胎平的機場,太多事情可能出錯,墨菲從各個角落抬起頭來。起落架很重,對飛機的飛行和經濟能力幾乎沒有任何貢獻,但是我們最好確保它每次彈出,並且可以在所有乘客都可以使用之前緩衝最後的飛行階段

在航空客運中,如果安全需要與經濟競爭,那麼每次都能贏得安全。

@mikerodent在刪除的帖子中建議輪胎可能充滿氦氣。實際上,這不是一個壞建議:氦氣的重量為0.164 kg / m3,B777-300的重量減輕了132 kg,並且輪胎不需要重新充氣。答案值得刪除和接受。

要減去這150公斤,您必須減去多餘的管道和熱交換器的重量,然後才能聲明“節省的重量約150公斤”。您已經完成了方程式一側的所有計算,而另一側也可以進行相同的計算。或者,您可以檢查這150公斤的燃油節省量是否與因放出高壓空氣而導致的額外發動機損失相比。
@Federico是的,在實施之前需要解決更多細節,並且總的重量減輕可能更少。但這不是重點:無論多麼吸引人,它都不會實施,因為它會帶來安全性。
https://www.grainger.com/category/aluminum-tubing/tubing/pipe-tubing-and-fittings/plumbing/ecatalog/N-qwo#nav=%2Fcategory%2Faluminum-tubing%2Ftubing%2Fpipe-tubing-and -fittings%2Fplumbing%2Fecatalog%2FN-qwoZ1z0lqhpZ1yzahygZ1z​​0o05j僅能抵抗高達400°F的溫度,小於發動機的HP部分中發現的500°F(甚至更高)[https://aviation.stackexchange.com/a/11483 / 1467 <-注意,在這裡我們甚至沒有得到足夠的壓縮]我不確定鋁是否可以接受,也不確定非冗餘系統是否可以。因此30kg是下限,而不是上限。
@Federico肯定的人。用於液壓系統的不銹鋼調音器的重量並不多。
“ *在航空客運中,如果安全需要與經濟競爭,安全每次都會贏*”我相信這是不對的,反例很容易列出:飛機失踪是因為沒有在海洋上追踪它們,然後有大量的公共資金花費了他們的精力。飛機使用帶有老式ULB的異步數據記錄器來(不)檢索它們。飛機可以在沒有系統的情況下合法飛行,而無需在乘員著陸等情況下提醒機組人員。航空公司股東對法規有很強的說服力。
@mins,對不起,您不能這樣做。是的,飛機上有舊東西,甚至80186處理器,這是因為舊=已知,新有安全隱患。您提到的所有舊資料都沒有實現,因為它比更好的新資料便宜。
“ *您提到的所有舊東西都沒有實現,因為它比更好的新東西便宜*”:我並不是要挑戰過去的行動,而是要強調*現狀*的態度比積極改善安全性要便宜。我列出的示例是*航空公司面臨競爭成本挑戰的影響下的*現狀*案例。


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