خزان وقود ذاتي الإغلاق

تقدم جورج ج. موردوك بطلب للحصول على براءة اختراع "خزانات وقود الطائرات الحربية" في 7 فبراير 1917، إلا أن طلبه مُنع مؤقتًا بموجب أمر صادر عن لجنة التجارة الفيدرالية في 6 فبراير 1918، يقضي بإبقاء أي نقاش أو نشر للاختراع سرًا. وقد ألغى مكتب براءات الاختراع الأمريكي هذا الأمر في 26 سبتمبر 1918، وحصل موردوك في نهاية المطاف على براءة الاختراع الأمريكية رقم 1,386,791 بعنوان "غطاء مانع للثقب الذاتي لحاويات الوقود" في 9 أغسطس 1921. وقد استخدمت الطائرات العسكرية التي صنعتها شركة غلين ل. مارتن خزان الوقود هذا ذاتي الإغلاق.

استخدم هوارد هيوز مادة النيوبرين لإغلاق خزانات الوقود الخاصة به ذاتيًا في رحلته حول العالم عام 1938. ^{[ 1 ]}

في الأجيال الأحدث من طائرات ما قبل الحرب وبداياتها، استُخدمت خزانات وقود ذاتية الإغلاق للحد من أضرار تسرب الوقود أو احتراقه. فخزان الوقود التقليدي، عند إصابته بنيران المدفعية، كان يُسرّب الوقود بسرعة، مما لا يُقلل من مدى الطائرة فحسب، بل يُشكّل أيضًا خطرًا كبيرًا للحريق. كما أن خزانات الوقود المتضررة قد تنفجر، مُدمرةً هيكل الطائرة أو مُؤثرةً بشكلٍ خطير على خصائص الطيران . وقد تبيّن أنه نظرًا لقيود الوزن، لم يكن من العملي إضافة صفائح مُدرّعة لخزانات وقود الطائرات؛ بل كان من الضروري إيجاد طريقة لمنع تسرب الوقود من الخزانات المتضررة.

تمثلت المحاولات المبكرة لحماية خزانات الوقود في استخدام خزانات معدنية مغطاة من الداخل أو الخارج بمادة تتمدد عند اختراقها. وكشفت الأبحاث أن خروج المقذوف ، وليس دخوله، كان المشكلة الأكبر، إذ كان غالبًا ما يتقلب، مما يُحدث فتحة خروج أكبر. ومن بين أقدم نماذج هذه الخزانات تلك التي صُنعت في المملكة المتحدة بمطار بورتسموث من قِبل شركة "فايربروف تانكس" المحدودة (التي تأسست عام 1939). رُكّبت هذه الخزانات لأول مرة في قاذفة القنابل الخفيفة "فايري باتل" ، ثم رُكّبت نماذج أخرى منها في طائرات "سوبرمارين سبيتفاير" و "هوكر هوريكان" المقاتلة، وطائرات أكبر حجمًا مثل قاذفة القنابل الثقيلة "أفرو لانكستر" . وقدّمت شركة "هندرسون سيفتي تانك" خزانات وقود وزيت ذاتية الإغلاق ومقاومة للصدمات، والتي زُوّدت بها طائرة التدريب " مايلز ماستر " بشكل قياسي . ^{[ 2 ]}

استخدم مصممو الطائرات الألمان طبقات من المطاط موضوعة فوق جلد مع سطح داخلي من الألياف المعالجة لخزانات الوقود ذاتية الإغلاق في طائرة يونكرز يو 88 في بداية الحرب. ^{[ 3 ]}

في الولايات المتحدة، حصل إرنست إيجر، من شركة يونايتد ستيتس رابر (التي أصبحت لاحقًا يوني رويال )، على براءة اختراع ^{[ 4 ]} لتصميم خزان وقود ذاتي الإغلاق عام 1941، وكانت إحدى الشركات العديدة التي شاركت في تطوير هذه التقنية خلال الحرب. وقدّم إلمو إي. هانسون، كبير الكيميائيين في شركة فايرستون للإطارات والمطاط، طلب براءة اختراع لخزانات ذاتية الإغلاق في 21 يناير 1941، برقم براءة الاختراع الأمريكية 2,404,766 . كما قدّم جيمس ميريل، الكيميائي في شركة جوديير ، طلب براءة اختراع عام 1941 (نُشرت عام 1947) لتحسين واختبار طريقته في تصنيع خزانات ذاتية الإغلاق باستخدام نظام ثنائي الطبقات من مركبات المطاط المغلفة بغلاف معدني خارجي أو بطانة جناح الطائرة. ^{[ 5 ]}

في عام ١٩٤٢، حصل إيجر على تقدير من مجلس الإنتاج الحربي ، ووُضعت خزانات جوديير في الخدمة في طائرات فوغت إف ٤ يو كورسير المقاتلة التي أنتجتها جوديير ، بالإضافة إلى طائرات أخرى. وبحلول عام ١٩٤٢، طورت شركة فايربروف تانكس أولى خزانات الوقود المرنة كخزانات إضافية لزيادة مدى طائرات سبيتفاير مارك ٩. كانت هذه الخزانات عبارة عن حاويات مرنة، مصنوعة من مادة ذاتية الإغلاق مغلفة، مثل المطاط المُفلكن ، وبأقل عدد ممكن من اللحامات لتقليل مسارات التسرب. طُبقت المبادئ نفسها لتوفير خطوط وقود ذاتية الإغلاق في الطائرات (MIL-PRF-7061C).

نظراً لأن الاختبارات الأولية أظهرت أن الصدمات قد تؤدي إلى زيادة الضغط داخل خزان الوقود، فقد تم تعليق خلية الوقود ذاتية الإغلاق، مما يسمح لها بامتصاص الصدمات دون أن تنفجر. وقد تمكنت خزانات الوقود التابعة للبحرية الأمريكية خلال الحرب من تحمل رصاصات عيار 12.7 ملم ، وفي بعض الأحيان، قذائف المدافع الرشاشة عيار 20 ملم .    

كانت خزانات الوقود ذاتية الإغلاق تميل إلى أن تكون ذات سعة أقل من الخزانات غير المغلقة. كما أن تطبيق تقنية الإغلاق الذاتي في خزانات وقود الطائرات كان له عيب رئيسي يتمثل في زيادة وزن الطائرة (وبالتالي إبطائها، وتقليل قدرتها على المناورة، وتقليل مداها التشغيلي وقدرتها على التحمل). لم تُصمم طائرة ميتسوبيشي A6M زيرو بخزانات ذاتية الإغلاق، على الرغم من توفر هذه التقنية، حيث كانت القدرة على المناورة والمدى التشغيلي تُعتبران أكثر أهمية في ذلك الوقت. ^{[ 6 ]}

استطاعت الطائرات المزودة بخزانات وقود ذاتية الإغلاق تحمل أضرار أكبر بكثير من تلك المزودة بخزانات وقود تقليدية. فعلى سبيل المثال، أظهرت التجارب القتالية في حرب المحيط الهادئ أن الطائرات الأمريكية المزودة بخزانات وقود ذاتية الإغلاق كانت لديها فرص أفضل للنجاة من أضرار خزانات الوقود مقارنةً بتصاميم الطائرات اليابانية التي لا تحتوي على خزانات وقود ذاتية الإغلاق، مثل طائرة ميتسوبيشي A6M زيرو .