То́пливный бак лета́тельного аппара́та, резервуар для размещения топлива на борту летательного аппарата. Топливные баки входят в топливную систему летательного аппарата и различаются:

• по принципу размещения на летательном аппарате – внутренние и дополнительные;

• по характеру применения – расходные, предрасходные, балансировочные;

• по конструктивному исполнению – баки-кессоны и мягкие баки.

Внутренние топливные баки размещаются внутри конструкции летательного аппарата. В фюзеляже располагаются топливные баки, названные фюзеляжными, в консолях крыла и в центроплане – топливные баки, названные соответственно крыльевыми и центропланными. Любой из перечисленных топливных баков может быть расходным, предрасходным или балансировочным. Расходным топливным баком называется бак, из которого топливо подаётся к двигателям. Обычно он размещается вблизи двигателя для сокращения длин коммуникаций, связывающих бак с двигательным насосом подкачки топлива, и по возможности в нижней части конструкции летательного аппарата, что облегчает подачу в него топлива самотёком из других топливных баков. Так как топливо из расходного топливного бака вырабатывается в последнюю очередь, он устанавливается вблизи центра масс летательного аппарата для исключения недопустимого изменения центровки. В этом баке размещаются один или несколько насосов подкачки топлива, которыми топливо подаётся в двигательный насос, датчики топливоизмерительной аппаратуры, элементы предохранения бака от переполнения при перекачке в него топлива из других баков, а также устройства, разгружающие стенки бака от чрезмерного давления. Бесперебойная работа двигателя на режимах полёта летательного аппарата с нулевыми, околонулевыми и отрицательными перегрузками обеспечивается встроенным в конструкцию расходного топливного бака противоперегрузочным отсеком, в котором устанавливается насос подкачки, либо топливным аккумулятором. Принцип действия противоперегрузочного отсека основан на том, что топливо из бака свободно поступает в отсек и заполняет его, но при отливах топлива в расходном топливном баке оно из отсека уйти не может. При этом снабжённый двумя входами (верхним и нижним) насос подкачки работает, пока не будет полностью выработано топливо из отсека. Объём отсека обеспечивает работу насоса в течение заданного расчётного времени действия перегрузок, в результате которых произошёл отлив топлива в расходном топливном баке.

Топливный аккумулятор представляет собой цилиндрический сосуд со сферическими днищами, разделённый прорезиненной мембраной на две полости – воздушную и топливную. Воздушная полость находится под давлением сжатого воздуха. Топливная полость соединена с трубопроводом, идущим от насоса подкачки к двигательному насосу, и при работающем насосе подкачки заполнена топливом, т. к. давление воздуха в воздушной полости меньше минимально возможного давления в трубопроводе за насосом. При этом мембрана прижата к стенкам сосуда и весь его объём заполнен топливом. При отливе топлива от насоса давление в трубопроводе за ним падает, сжатый воздух давит на мембрану и она вытесняет топливо из топливной полости в магистраль подкачки (проходу топлива в насос препятствует установленный в магистрали обратный клапан). Вместимость топливного аккумулятора определяется расчётным временем действия перегрузок, приводящих к отливу топлива от насоса.

Конструктивно расходный топливный бак представляет собой герметичный отсек летательного аппарата, т. н. бак-кессон, либо выполненный из эластичных материалов съёмный мягкий бак (рис. 1). Рис. 1. Мягкий топливный бак.Рис. 1. Мягкий топливный бак.В последнем случае отсек летательного аппарата служит для топливного бака контейнером и не является герметичным. Мягкий топливный бак может быть протектированным. Внутренний слой такого бака изготовлен из топливостойкой резины, наружный – из силовой кордовой ткани, между ними – слой губки. При повреждении топливного бака и попадании на губку топлива происходит её набухание, таким образом восстанавливается герметичность стенки бака. Мягкий топливный бак вкладывается в контейнер, расправляется в нём и фиксируется с помощью штырей, кнопок или распорных шпангоутов.

Предрасходным топливным баком называется бак, из которого топливо подаётся в расходный топливный бак. Балансировочный топливный бак – бак, из которого топливо перекачивается в другие топливные баки для обеспечения необходимой центровки летательного аппарата. Например, при переходе с дозвукового режима полёта на сверхзвуковой для выдерживания центровки летательному аппарату требуется изменить положение центра масс, что и достигается перекачкой топлива. Предрасходный и балансировочный топливные баки иногда называют перекачиваемыми. Конструкции их (баков-кессонов и мягких баков) принципиальных отличий от конструкции расходного топливного бака не имеют.

Для предохранения топливного бака от взрыва применяются 2 способа защиты: заполнение надтопливного пространства нейтральным газом по мере выработки топлива и заполнение части объёма бака ячеистым пенополиуретаном.

Дополнительные топливные баки устанавливаются на летательные аппараты при выполнении полётов на дальность, превышающую расчётную (учебные полёты, перегоны летательных аппаратов и др.). Рис. 2. Схемы подвески сбрасываемых топливных баков.Рис. 2. Схемы подвески сбрасываемых топливных баков.Различают сбрасываемые и несбрасываемые дополнительные топливные баки. Несбрасываемый бак органически вписывается в аэродинамические обводы летательного аппарата или крепится к нижней поверхности летательного аппарата. Сбрасываемый, или подвесной, бак включает в себя устройства для подвески к летательному аппарату или держатели с замками, обеспечивающие не только его подвеску (рис. 2), но и при необходимости сбрасывание в полёте. Цель сбрасывания – уменьшение аэродинамического сопротивления летательного аппарата после выработки из бака топлива. Сбрасываемый металлический топливный бак (рис. 3) – тело вращения, выработка из него топлива осуществляется сжатым воздухом, подаваемым через штуцер 6. К топливной магистрали летательного аппарата бак присоединяется через штуцеры 4. Для исключения повреждения топливных коммуникаций летательного аппарата при сбрасывании бака используются телескопические шланги. Скобы 3 и 5 служат для подвешивания бака к держателям и воспринимают вертикальные нагрузки. Осевые нагрузки воспринимаются упором 7. Металлическая оболочка бака усилена шпангоутами 1. В верхней части бака расположена заливная горловина 2, а в хвостовой – клапан 8 стравливания воздуха из бака. Этот клапан используется при заправке бака топливом и после полёта до открытия заливной горловины. Кроме металлических, применяются сбрасываемые топливные баки из крафт-целлюлозы (сульфатная целлюлоза с повышенной механической прочностью), пропитанной эпоксидными смолами для обеспечения герметичности оболочки бака, а также из пластичных материалов.

Рис. 3. Сбрасываемый топливный бак.Рис. 3. Сбрасываемый топливный бак.