Fälla CFT (conformal fuel tanks) i luften?

Skriv svar
S.Jonsson
Medlem
Inlägg: 489
Blev medlem: 24 augusti 2005, 09:08
Ort: Stockholm

Fälla CFT (conformal fuel tanks) i luften?

Inlägg av S.Jonsson » 5 maj 2007, 09:36

Först ska jag kanske säga att jag har ingen utbildning i aerodynamik. Hade jag det det kanske denna fråga varit onödig. :)

Borde det inte vara möjligt att kunna tillverka sk. CFT som går att fälla i luften, ialla fall på enfenade flygplan som Eurofighter, Rafale och Gripen? Tänker på "gångjärn" som F-15 i länken nedan fast istället monterade på översidan av vingen:
http://www.freeweb.hu/superfighter/AIRS ... oto17.html
-plus några utfällbara roderytor, eller liknande som kan styra bort tanken från fenan. Risken för kollision med den senare är väl anledningen till att det inte gjorts gissar jag?

Det sägs ju att vanliga externa bränsletankar äter upp halva bränslemängden medan CFT har ~12% luftmotstånd jämförelsevis, så stora vinster borde gå att göra genom minskad bränsleförbrukning.

För dyrt, krångligt att genomföra eller aerodynamiskt nyckfullt??
Största kostnaden borde väl vara flygutprovning fast den kostnaden borde ju minska nu när SAAB enligt uppgift snart skall kunna genomföra vapenintegrering m.m. räknat i timmar i stället för månader.

SAAB om "vanliga" CFT:
Conformal tank-dorsal position
Two versions of dorsal conformal tanks were studied, one without speed requirements and one with supersonic
capability. The low speed version, shown in Figure 5, has roughly double the fuel capability of the supersonic
version. Wave drag was the limiting factor for size in the supersonic alternative; directional stability and pitch
moment were problems which both alternatives shared.
However, it turned out that the version with the larger tank was just as capable of reaching supersonic speed as
the specially designed alternative. The greatest benefit from this proposal, apart from increased weapon load
capability if drop tanks are not needed, is its inherent potential for low supersonic drag increase, assuming the cross
section area distribution is properly designed to minimize the wave drag increment.
Potential problem areas that were envisioned were high angle of attack directional stability, exacerbated
transonic pitch-up causing greater load factor transients, and canopy jettison. Fuel tank venting might also prove
problematic since the new tank will be a ‘high point’. This may cause unprogrammed fuel transfer and fuel drainage
through the vent system while performing zooming climbs and steep dives.
(AIAA-Conceptual Design of a New Generation JAS 39 Gripen Aircraft)

Mvh, Sören

Användarvisningsbild
J.K Nilsson
Medlem
Inlägg: 2406
Blev medlem: 21 februari 2004, 23:18
Ort: Frösön

Inlägg av J.K Nilsson » 7 maj 2007, 12:31

Det som bilden på sagda F15 visar är en extra tank. Den ser inte ut att vara fällbar utan används vid färjeflygning när flygplanet skall transporteras utan stridsppgifter.

En konformisk bränsletank är en extra tank anpassad för flygplanet den sitter på. Flygvapnet har tidigare använt en primitiv form av konformisk bränsletank till J32B, den tanken var fast monterad (ej fällbar) och förbättrade flygplanets aerodynamiska prestanda genom den s.k. Arearegeln.

Att försöka fälla en konformisk bränsletank skulle förmodligen ställa till en hel del störningar i tippled och förmodligen måste tankarna fällas symetrisk. Inget jag skulle vilja prova.

Saabs lösning är bättre än att använda konformiska bränsletankar. Genom att flytta ut landställen till vingarna och använda minimala kåpor för landställen frigörs utrymme i de nuvarande landställsutrymmen som mer än väl motsvarar den volym som konformiska bränsletankar ger. Dessutom anser Saab att konformiska bränsletankar inte är optimalt ur ett radarsignaturperspektiv.

J.K Nilsson

S.Jonsson
Medlem
Inlägg: 489
Blev medlem: 24 augusti 2005, 09:08
Ort: Stockholm

Inlägg av S.Jonsson » 8 maj 2007, 12:19

Tack för svaret J.K!

Ja det är kanske en galen idé. :lol: Har som sagt ingen som helst kunskap i ämnet. Hade nog inte heller satt mig i cockpit (om jag var pilot) innan grundliga simuleringar och separationstester i vindtunnel utförts för att se om det överhuvudtaget var möjligt.
J.K Nilsson skrev:Det som bilden på sagda F15 visar är en extra tank. Den ser inte ut att vara fällbar utan används vid färjeflygning när flygplanet skall transporteras utan stridsppgifter.
Aha... trodde att F-15 hade "gångjärn" liknande dessa (Från ovanstående Gripenstudie):
Bild

J.K Nilsson skrev:Saabs lösning är bättre än att använda konformiska bränsletankar. Genom att flytta ut landställen till vingarna och använda minimala kåpor för landställen frigörs utrymme i de nuvarande landställsutrymmen som mer än väl motsvarar den volym som konformiska bränsletankar ger. Dessutom anser Saab att konformiska bränsletankar inte är optimalt ur ett radarsignaturperspektiv.
Håller med om att den lösning SAAB har valt verkar bättre. Menade inte att ersätta den...med min numera ogenomförbara idé. :oops: :) Räknade lite på den förra med hjälp av siffror tillgängliga på internet - Gripen kommer att få ett bränsle/viktförhållande på ~3.2 (tidigare ~2.6) vilket är jämförbart eller bättre än konkurrenterna (siffrorna är förståss lite osäkra plus att luftmotstånd inte är medräknat).

Int. bränsle/tomvikt + int. bränsle
3200/11500 ~ 0.28 F-16 C
4990/15990 = 0.31 EF
4500/14000 = 0.32 Rafale
6500/20400 = 0,32 F-18 E/F
3300/10400 = 0,32 Gripen E/F

Undrar om CFT kommer att testas på demonstratorn längre fram? Tydligen har SAAB en design klar i datorerna, som man räknat på i konceptet ovan- om nu eventuella kunder skulle vilja ha en sån lösning.

Roade mig med att föra över den till en helhetsbild:
Bild

Mvh, Sören

Användarvisningsbild
J.K Nilsson
Medlem
Inlägg: 2406
Blev medlem: 21 februari 2004, 23:18
Ort: Frösön

Inlägg av J.K Nilsson » 9 maj 2007, 20:14

S.Jonsson skrev:
Aha... trodde att F-15 hade "gångjärn" liknande dessa (Från ovanstående Gripenstudie):
Bild
Det är möjligt att det är en sådan lösning och att det är någon form av brottanvisning i bultörbandet mot tanken eller i "gångjärnet". Man kan ha löst separationsproblemet så då man inte har något styrverk som skall förhindra att tanken tummlar efter seperation. Kan tillägga att jag är långt ute i tassemarken nu och klampar men min åsikt är att en fälltank skall kunna fällas säkert och en säker fällning förutsätter styrfenor.

Men jag har haft fel förr. :P

J.K Nilsson

S.Jonsson
Medlem
Inlägg: 489
Blev medlem: 24 augusti 2005, 09:08
Ort: Stockholm

Inlägg av S.Jonsson » 12 maj 2007, 12:14

J.K Nilsson skrev:
S.Jonsson skrev:
Aha... trodde att F-15 hade "gångjärn" liknande dessa (Från ovanstående Gripenstudie):
Bild
Det är möjligt att det är en sådan lösning och att det är någon form av brottanvisning i bultörbandet mot tanken eller i "gångjärnet". Man kan ha löst separationsproblemet så då man inte har något styrverk som skall förhindra att tanken tummlar efter seperation. Kan tillägga att jag är långt ute i tassemarken nu och klampar men min åsikt är att en fälltank skall kunna fällas säkert och en säker fällning förutsätter styrfenor.

Men jag har haft fel förr. :P

J.K Nilsson
Googlade utan att hitta något om hur F-15's fälltankar separeras. De enda "fenlösa" jag kunde hitta var 200 Gallons tankar till F-86 men inget om varför de inte hade styrfenor. Att inte ha sådana verkar höra till undantagen så du har nog rätt. Efter vissa "fall" har de dock ingen betydelse: :)
http://marshall.csu.edu.au/Marshalls/ht ... Tanks.html

Mvh, Sören

Användarvisningsbild
Ender Wiggin
Medlem
Inlägg: 257
Blev medlem: 29 april 2003, 22:42
Ort: Kronoberg

Re: Fälla CFT (conformal fuel tanks) i luften?

Inlägg av Ender Wiggin » 17 maj 2007, 11:28

S.Jonsson skrev:Borde det inte vara möjligt att kunna tillverka sk. CFT som går att fälla i luften, ialla fall på enfenade flygplan som Eurofighter, Rafale och Gripen?
Men själva idén med CFT är väl att de skall "störa" så pass lite att man inte har någon anledning att fälla dem?

S.Jonsson
Medlem
Inlägg: 489
Blev medlem: 24 augusti 2005, 09:08
Ort: Stockholm

Inlägg av S.Jonsson » 17 maj 2007, 20:46

Skillnaden sägs vara 12% i luftmotstånd plus att de väger en del. Fördelen skulle kanske främst vara att även jaktplan skulle kunna använda dem, som jag förstår det är det mest i attackrollen CFT annars är tänkta att användas?

Där borde bomblasten vara ett väsentligt tillägg till radarmålytan så ofällbara CFT gör kanske inte nån större skillnad i det avseendet. Vikten på F-16 CFT's lär ligga på 400-500 kg, då rymmer de ungefär 2270 liter. En annan jämförelse är Taiwan's F-CK-1 nedan som sägs rymma ~1600 liter, vilket borde motsvara vad Gripen skulle kunna bära.

Bild

Med teknikens hjälp kanske det vore genomförbart - med nån typ av fällningsmekanism, skenor utmed flygkroppen med små aerodynamiska styrfenor/ eller små fallskärmar som drar tankarna bakåt, vad vet jag.
Fast aerodynamiken kan ju spela en del spratt (Finns videoexempel på när bomber vid testfällning har "virvlat" iväg och klippt vingen på rotekamraten).

Hursomhelst tycker jag att Gripen skulle vinna på att ha en sådan CFT-lösning, fällbar eller ej, :) även efter en räckviddsmodifikation.

Mvh, Sören

Användarvisningsbild
J.K Nilsson
Medlem
Inlägg: 2406
Blev medlem: 21 februari 2004, 23:18
Ort: Frösön

Inlägg av J.K Nilsson » 17 maj 2007, 21:02

S.Jonsson skrev:Hursomhelst tycker jag att Gripen skulle vinna på att ha en sådan CFT-lösning, fällbar eller ej, :) även efter en räckviddsmodifikation.

Mvh, Sören
Tänk på att vi har en max startvikt att tänka på också.

J.K Nilsson

S.Jonsson
Medlem
Inlägg: 489
Blev medlem: 24 augusti 2005, 09:08
Ort: Stockholm

Inlägg av S.Jonsson » 17 maj 2007, 22:23

J.K Nilsson skrev: Tänk på att vi har en max startvikt att tänka på också.
J.K Nilsson
Jo, men om man tar bort drygt ett ton till CFT så finns det väl ändå omkring 4500 kg att hänga innan maximala 6 ton last uppnås. (Livslängd på vinge kanske spelar in också när man räknar på lång sikt?) MTOW ska ju vara 16 ton...

Borde inte det vara tillräckligt i de flesta fall?

/Sören

Användarvisningsbild
J.K Nilsson
Medlem
Inlägg: 2406
Blev medlem: 21 februari 2004, 23:18
Ort: Frösön

Inlägg av J.K Nilsson » 18 maj 2007, 00:49

S.Jonsson skrev:Jo, men om man tar bort drygt ett ton till CFT så finns det väl ändå omkring 4500 kg att hänga innan maximala 6 ton last uppnås. (Livslängd på vinge kanske spelar in också när man räknar på lång sikt?) MTOW ska ju vara 16 ton...

Borde inte det vara tillräckligt i de flesta fall?

/Sören
FMV anger inre bränsle till 3000l nu och 3300l i fälldunkar (3st). Gripen N skall enligt: http://www.defenseindustrydaily.com/200 ... /index.php ha 38 % mer innre bränsle. Vilket innebär att det blir 4140l innre bränsle som väger ungefär 4 ton. Defense industry daliy anger också att startvikten ökas till 18 ton samtidigt som tomvikten ökas till 8 100 kg. Vi har alltså 4 ton kvar att hänga till yttre last. Vill vi ha mer bränsle så kommer varje fälldunk att öka vikten med ungefär ett ton. Likaledes kommer din CFT att dra av ett ton ifrån vapenlasten. Säg då att en ren kärra med CFT, fulltankad, då kommer att ha en vikt av 13 ton. Inte mycket last kvar alltså. Attackroboten Taurus väger tydligen 1400 kg så då blir det inte mycket mer än bränsle två robotar och lite akanamunition som följer med upp.

Här är funderingarna på bränsleproblematiken: http://undstunden.blogspot.com/2006/05/ ... ingar.html

J.K Nilsson

S.Jonsson
Medlem
Inlägg: 489
Blev medlem: 24 augusti 2005, 09:08
Ort: Stockholm

Inlägg av S.Jonsson » 27 maj 2007, 18:19

Hej igen J.K!

Med de uppgifter jag kunde hitta på nätet får jag dessa siffror:

Gripen E tomvikt = 7100 kg
Pilot = 100 kg
Iris-T*2 = 175 kg
Meteor*2 (inkl lavetter) = 470 kg
Taurus*2 = 2720 kg
Intern bränsle ~3300 kg (4140x0.8)
CFT ~1500-1700kg

Startvikt ~15400-15600 kg

-Vilket håller sig inom maxvikten på 16 ton.

Med 1200 kg bränsle i CFT får Gripen ett bränsle/vikt förhållande som närmar sig JSF (3.7~mot~4.0) därför borde väl fler extratankar inte behövas utom för rena "färjeflygningar?

En annan konfiguration där jag tycker CFT (Fällbara eller ej) skulle kunna öka räckvidden:
(Fyra uppsättningar SDB väger något hundratal kilon mindre än två Taurus om jag räknat rätt, ~660 kg styck, så startvikten är lägre än ovan om man tar bort två Meteor.)

Bild

(Allt med reservation för att jag missat något viktigt givetvis) :wink:

Mvh, Sören

Edit: Länk där jag hittade uppgifterna om (framtida) Gripen tom/maxvikt m.m. : http://www.ntva.no/seminarer/manus/eddy-270207.pdf

Skriv svar