Торможение самолета при посадке
Прочие
Торможение самолета при посадке

Торможение самолета при посадке

 

Для безопасной посадки самолета крайне важен исправный тормоз. Уменьшение посадочной дистанции возможно при эксплуатации множества приспособлений, начиная от стандартных тормозов и заканчивая аэродинамическими сложными устройствами. Самым распространенным способом торможения считается аэродинамический. В этом случае применяется резкое повышение лобового сопротивления летательного аппарата. Для аэродинамического торможения у большинства самолетов при осуществлении посадки выдвигаются тормозные специальные щитки. У иных типов ЛА они монтируются по-разному:

  1. На нижней или верхней поверхности крыла.

  2. По бокам фюзеляжа.

  3. В нижней части фюзеляжа.

Гораздо сильнее выражено применение тормозного парашюта. Такое приспособление выбрасывается на прочных стропах из специального контейнера, который находится в хвосте самолета. Парашют быстро заполняется набегающим воздухом и резко тормозит судно, что существенно сокращает длину пробега при посадке. В некоторых случаях такое торможение уменьшает до 60% ВПП.

Создаваемая парашютом тормозная сила пропорциональна квадрату скорости. По этой причине выпускать парашют следует сразу же после момента приземления. Таким образом повышается эффективность процесса. Для выпускания парашюта пилот при помощи гидравлического или электрического привода открывает отсек, в котором расположен парашютный ранец. После этого выбрасывается вытяжной парашют, который вытягивает купол и стропы главного парашюта. Существуют разные системы тормозных парашютов: крестообразные, ленточные и с круговыми щелями. Очень важно, чтобы купол обладал достаточной воздухопроницаемостью. Это обеспечивает нужную устойчивость и исключает возможность раскачивания самолета. Однако одновременно воздухопроницаемость не должна быть слишком большой, поскольку тормозная сила может сильно уменьшится.

Как правило, парашют крепится к ЛА через срезную шпильку. В том случае, если возникает большая перегрузка, она срезается, предотвращая подачу очень больших напряжений. Тормозные парашюты испытывают огромную нагрузку и поэтому быстро изнашиваются. Если дует боковой ветер, их использование затрудняется.

красивая посадка самолета

Эксплуатация тормозных парашютов в отечественной авиации началась примерно 70 лет назад. В 1937 году для доставки в высокие широты советской арктической авиацией применялись тормозные парашюты. Однако в то время их эксплуатация рассчитывалась сугубо на военные самолеты.

Практически все пассажирские и военные самолеты обладают колесными тормозами. Принцип действия почти не отличается от автомобильных тормозов. Единственная сложность состоит в том, что тормоза колес самолета при торможении должны поглотить огромное количество энергии, в особенности при торможении тяжелых типов самолетов, обладающих большими посадочными скоростями.

На быстроту торможения прямо пропорционально влияет мощность тормозов, опыт и умения пилота, коэффициент трения пневматики. Эффективность зависит от способности колесных тормозов поглощать и рассеивать образовавшуюся при процессе торможения теплоту.

В 20-х годах в авиации начали распространяться распорные колодочные тормоза. Облицованные органическим мягким материалом колодки для торможения прижимались к внутренней поверхности барабана цилиндра из малоуглеродистой стали. Но энергоемкость подобных тормозов недостаточна даже по отношению к легким самолетам. Их заменили камерные тормоза. Они обладали цилиндрическими барабанами. Колодки заменялись пластинами из фрикционного материала, расположенного по окружности на поверхности кольцевой резиновой камеры.

В процессе торможения в камеру под давлением подается жидкость или воздух. В результате пластинки прижимались к внутренней поверхности барабана. Таким образом использовалась вся окружность тормозного барабана, обеспечивался равномерный контакт поверхностей.

Но камерные тормоза отлично подходят для больших колес, а эксплуатация шасси с многоколесными тележками или колес небольшого диаметра привела к необходимости создания нового типа тормозов. Таким образом конструкторы изобрели дисковые тормоза.

При небольших размерах подобные тормоза отличались высокой энергоемкостью и могли развивать сильное тормозное усилие. Они отлично подходили для принудительного охлаждения. Дисковые тормоза многотипные и до сих пор применяются в мировой авиации.

посадка самолета

Многодисковый тормоз складывается из нескольких неподвижных тонких дисков, которые чередуются с вращающимися дисками. Между дисками в расторможенном состоянии есть зазор и колесо. При торможении диски сжимаются, друг об друга трутся и развивают тормозное усилие. Даже малого объема многодисковый тормоз способен поглотить много кинетической энергии. Кроме того, существуют и однодисковые тормоза, обладающие неподвижными фрикционными накладками, расположенными попарно с обеих сторон сильно вращающегося диска. Во время торможения каждая пара прижимается к диску поршнем гидравлического отдельного цилиндра.

В первоначальных конструкциях этих тормозов использовались диски из малоуглеродистой стали, а после этого их заменили сплавными дисками, которые сохранили твердость и износоустойчивость в большом диапазоне температур. Фрикционными парами к сплавам стали отлично подходят сплоченные по методу чугун и бронза. Добавление разных присадок – керамики, графита, оксида алюминия и других – влияет на физико-механические свойства материала. Для уменьшения массы тормозов инженеры и ученые ищут новые материалы. Созданы колесные тормоза с изогнутыми термической обработкой материалами. Они покрыты армированными волокнами углерода. Каждый подобный тормоз намного легче обычного и сохраняет при высоких температурах прочность.

В новых тормозах устранилась вибрация, скрип и равномерность торможения. Эти тормоза обладают сильной износостойкостью. Современные колесные тормоза поглощают большое количество энергии. К примеру, многодисковый тормоз колеса ЛА «Боинг-707» поглощает 6,15-106 кгс*м кинетической энергии. Из-за выделения большого количества теплоты очень часто появляется необходимость установки защиты корпуса колеса и шины специальными тепловыми экранами и использования искусственного охлаждения дисков.

В некоторых конструкциях тормоза обдуваются огромным количеством воздуха, который подается от компрессора двигателя, в иных распыленная вода подается конкретно к дискам. Существуют также циркуляционные специальные системы с теплообменниками. В начальной стадии пробега колесные тормоза малоэффективные. На малой скорости применяют аэродинамические тормоза, которые при большей скорости создают больший упор. Таким образом, колесные и аэродинамические тормоза взаимодействуют между собой.

Условия посадки различаются между собой в зависимости от состояния взлетно-посадочной полосы (ВПП), погоды и прочего. Поэтому крайне важно, насколько пилот мастерски владеет способностью торможения. В результате множества доработки исследований на самолеты стали устанавливать автоматы торможения, которые позволяют достигать значения коэффициента трения пневматических элементов. Коэффициент трения, который получается пи эксплуатации автомата торможения, может быть вдвое больше в сравнении с его значением. Эффективность торможения повышается с ростом нагрузки на колеса, из-за чего очень важно быстрее понизить подъемную силу крыльев после приземления. Закрылки убираются сразу же.

На турбовинтовых и поршневых самолетах давно применялось торможение реверсированием тяги винтов. Перед посадкой меняется угол установки лопастей. Винту придается отрицательное значение, что впоследствии приводит к возникновению направленной назад тяги. Еще более эффективным считается реверсирование тяги на ЛА с турбореактивными двигателями. После турбины двигателя поток газов направляется противоположно первоначальному движению. Образовывается отрицательная тяга, тормозящая самолет.

самолет парашют

Реверсирование тяги позволяет производить торможение самолета не только во время пробега, но и непосредственно в воздухе, до приземления. В свою очередь это приводит к повышению сокращения посадочной дистанции. Существуют газодинамические и механические методы отклонения потока для реверса тяги. В первом варианте поток отклоняется при помощи струи сжатого воздуха, во втором – часть потока газа отклоняется дефлекторами. Создавая реверсивные устройства, конструкторы заботятся о том, чтобы потоки раскаленного газа не плавили обшивку самолета.

Все вышеперечисленные бортовые средства торможения позволяют сильно уменьшить длину пробега при посадке, но все же она остается относительно большой. Резкое уменьшение длины пробега возможно при эксплуатации стационарных устройств, установленных на некоторых аэродромах (в основном на авианосцах). В основном подобные задерживающие устройства представлены прочными тросами – аэрофинишерами. Они натягиваются поперек посадочной полосы на высоте 10-15 см над палубой авианосца или ВПП. Через систему блоков концы тросов соединяются с поршнями гидравлических силовых цилиндров. Во время посадки самолет установленным крюком цепляется за трос. Основная масса кинетической энергии самолета расходуется на продвижение поршня в цилиндре. Через 20-30 м воздушное судно останавливается.

 

Блог и авторские статьи

наверх