Что такое динамическое торможение самолета

Как тормозит самолёт 2. при посадке

Проблема торможения самолета после посадки на пробеге была малозначимой, наверное, только на заре авиации, когда самолеты летали медленнее современных автомобилей и были значительно легче последних. Но в дальнейшем этот вопрос становился все более важным и для современной авиации с ее скоростями он достаточно серьезен.
Чем же можно затормозить самолет? Ну, во-первых, конечно тормозами, установленными на колесном шасси. Но дело в том, что если самолет имеет большую массу и садится с достаточно большой скоростью, то часто этих тормозов просто не хватает. Они бывают не в состоянии за короткий промежуток времени поглотить всю энергию движения многотонной машины. К тому же если условия контакта (трения) между шинами колес шасси и бетонной полосой не очень хорошие (например, если полоса обледенела или мокрая во время дождя), то торможение будет еще хуже.
Однако, существуют еще два способа:

Первый – это тормозной парашют, т.е. использовать трение о воздух. Система достаточно эффективная, но не всегда удобная в применении. Представьте себе какой нужен парашют, чтобы затормозить, например, огромный Боинг-747, и какая должна быть парашютная служба в большом аэропорту, где самолеты садятся один за другим.

Второй способ в этом плане значительно более удобен. Это реверс тяги двигателя на самолете. Принципиально это достаточно простое устройство, которое создает обратную тягу, т.е. направленную против движения самолета, и, тем самым, его тормозит (см.фото). В реактивных двигателях существуют специальные ковшевые створки, которые перенаправляют воздушный поток. В нашем случае створки делят реактивную струю в направлениях: северо-запад и юго-запад. Если сложить их, получается, что струя отбрасывается влево, на запад, толкая при этом самолёт вправо, на восток, а самолёт в это время движется влево, на запад.

Источник

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:

На нижней или верхней поверхности крыла.

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.

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.

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.

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.

Источник

Как устроена система шасси и тормозов пассажирского самолета

Всем привет. В продолжение темы описания авиационных систем «для чайников» (тут и тут), я подготовил новый текст про шасси и колёсные тормоза самолётов.

Параграф добавлен после прочтения комментариев: Прежде чем продолжить, хочу уточнить, что основной моей специализацией является бортовое радиоэлектронное оборудование, а не отдельные системы самолёта. Соответственно «чайникам» я тоже рассказываю «усеченную» картину мира, достаточную для их работы. Мне кажется, что эти материалы могут быть интересны и более широкому кругу читателей. При этом на полноту освещения рассматриваемой темы не претендую. Так что не стреляйте в пианиста, он играет как умеет. 🙂

Система колёс, на которые опирается самолёт при движении по земле, называется шасси. В современных авиалайнерах используется трёхстоечная система шасси с двумя основными стойками, расположенными под крылом позади центра тяжести и одной передней стойкой, расположенной в носу самолёта. Основные стойки шасси оснащаются тормозами, а передняя стойка делается поворотной, чтобы самолет мог маневрировать при движении по земле.

1. Поворотная носовая стойка

Кроме распределения веса самолета, носовая стойка поворачивается влево-вправо, чтобы самолет мог маневрировать при движении на земле.

Поворотом носовой стойки можно управлять двумя способами:

Управление поворотом носовой стойки с помощью педалей осуществляется на разбеге при взлёте и пробеге при посадке, когда скорость самолета достаточно велика. Одновременно, с помощью этих же педалей, летчик управляет отклонением руля направления.

картинка кликабельная

Предел отклонения носовой стойки при управлении от педалей специально ограничен, как правило это 10 градусов. Поворачивать на рулёжные дорожки, когда надо отклонять носовую стойку на углы порядка 50-70 градусов, не получится. На малых скоростях для руления используется ручка управления носовой стойкой.

Эта ручка используется только при рулёжке и автоматически отключается при больших скоростях движения.

картинка кликабельная

2. Основные опоры шасси и Колёсные тормоза

Основные опоры шасси представляют собой тележку, на которую навешиваются колеса, оснащённые тормозами.

Тормоза на самолёте похожи на автомобильные, только существенно мощнее, что не удивительно, т.к. им приходится тормозить машину массой 30-600 тонн со скоростей порядка 250 км/ч до нуля на ограниченной по длине взлётно-посадочной полосе (ВПП).

Самолётные тормоза состоят из «бутерброда» тормозных дисков и колодок.

В комментариях уточнили, что статическая часть тормозов в нашем случае тоже называется дисками. В разговоре с профильными специалистами я всегда слышал про «колодки». Возможно это жаргонизм, но на описание системы «для чайников» это влияет мало. В любом случае принцип действия тот же, что и в автомобильных тормозах, а реализация гораздо более мощная.

Колёсные тормоза могут быть задействованы двумя разными способами: «вручную» и автоматически.

«Вручную» пилот тормозит педалями. Может возникнуть вопрос, как пилот умудряется педалями и носовой стойкой управлять и тормозить? Дело в том, что педали самолёта устроены совсем не так, как в автомобиле. Управление по направлению выполняется перемещением педалей вперёд-назад. При этом две педали двигаются синхронно: левая вперёд-правая назад и наоборот. Управление тормозами осуществляется нажатием на педаль. Каждую педаль можно нажимать отдельно, так называемое дифференциальное торможение — это ещё один из способов управления направлением движения по земле. Если левым тормозом пользоваться интенсивнее, чем правым, то и самолёт будет разворачивать влево и наоборот.

Автоматический режим торможения включается сам при наступлении определенного события. Таких событий может быть два:

Активировать/деактивировать режим автоторможения в самолётах Airbus и SSJ-100 лётчик может с помощью одной из четырёх кнопок под ручкой уборки-выпуска шасси (В Boeing для этого используется переключатель). Три кнопки (LOW, MED, MAX) соответствуют различным интенсивностям торможения при посадке, а четвертая (RTO) активирует режим прерванного взлёта.

С автоторможением при посадке всё очевидно. Давайте рассмотрим режим прерванного взлёта.

Прерванный взлёт — это режим, когда экипаж решает прекратить взлёт по причине существенного отказа. Прервать взлёт можно только до достижения «скорости принятия решения». Скорость принятия решения зависит от длины и состояния поверхности ВПП и рассчитывается исходя из возможности затормозить, не выкатившись за пределы ВПП. Если в процессе набора скорости неисправность происходит после достижения скорости принятия решения, экипаж продолжит взлёт, что бы не случилось. Если до — будет тормозить.

Перед каждым взлётом экипаж обязан активировать автоторможение. Скорость начала и интенсивность торможения при прерванном взлёте напрямую влияет на то, выкатится ли самолёт за пределы полосы или нет. Активированное автоторможение гарантирует, что торможение начнётся немедленно после вывода двигателей из взлётного режима.

Если прерывать взлёт приходится при максимальной взлётной массе и на предельной скорости, то несмотря на то, что кроме колёсных тормозов экипаж задействует реверс и воздушные тормоза, энергия, которую должны поглотить тормоза, разогревает их так, что они начинают светиться не хуже лампочки. После полной остановки самолёта работа тормозов не заканчивается. Они должны выдержать ещё не менее 90 секунд, прежде чем подожгут стойки шасси. По нормативам, что за 90 секунд к самолёту подоспеет пожарная команда, которая всегда дежурит в аэропортах (и успевает!).

Спасибо комментариям — напомнили об одной очень важной функции тормозов авиалайнера: антиблокировочной системе (АБС). Основное отличие АБС самолёта от таковой автомобиля заключается в последствиях блокировки колёс: если у автомобиля блокировка приводит к снижению управляемости и увеличению тормозного пути, то заблокированные колёса самолёта при посадке просто взрываются от трения об асфальт. А без покрышек основных стоек торможение не будет ни эффективным ни безопасным. Так что АБС на самолёте неотключаемая и довольно критическая функция.

3. Уборка — выпуск шасси

Кроме тормозов и управления носовой стойкой с шасси связана ещё одна важная функция — уборка/выпуск шасси. Управление уборкой-выпуском шасси в нормальном режиме осуществляется с помощью соответствующей ручки на приборной панели.

Для улучшения аэродинамических свойств ЛА ниши, в которых размещаются убранные шасси, закрываются створками, поэтому процедура нормальной уборки шасси выглядит примерно так:

Весь процесс занимает 20-40 секунд. Если в процессе что-то идёт не так, то система прерывает процесс, т.к. есть вероятность что-то сломать. Нормальный выпуск шасси происходит в обратном порядке.

На случай неисправностей в системе уборки-выпуска предусмотрен особый порядок выпуска шасси — аварийный выпуск. Аварийный выпуск активируется кнопкой аварийного выпуска, расположенной под колпачком рядом с ручкой уборки-выпуска шасси. При аварийном выпуске средствами, не зависящими от вычислителя системы уборки-выпуска шасси, снимаются замки убранного положения стоек шасси и створок. Шасси вываливается под собственным весом. Массы каждой из стоек достаточно чтобы выломать створку, даже если та не откроется сама. На замки нижнего положения стойки также встают под действием собственного веса.

4. Датчики обжатия стоек шасси

Информация об обжатии стоек шасси, которые я упоминал выше, это очень нужная многим системам информация. Пожалуй, стоит перечислить кое-какие функции, зависящие от этого сигнала:

При появлении сигнала обжатия шасси:

При снятии сигнала обжатия шасси:

Параграф добавлен после прочтения комментариев: Датчики обжатия стоек шасси как правило выполняются многоканальными и располагаются на каждой из стоек. Данные с многочисленных датчиков собираются специальными устройствами, концентраторами данных. На основании полученных данных формируются сигналы об обжатии каждой из стоек и сигнал обжатия всех стоек. В логике работы описанных выше функций используются разные сигналы: для начала автоторможения достаточно сигналов обжатия двух основных стоек, а для включения режима тех. обслуживания надо чтобы были обжаты все три стойки. Но это уже другая история.

Бонус

Пока я готовил этот текст, решил для себя разобраться, почему на некоторых самолётах, например Boeing 757 тележка основных стоек шасси в полете наклонена так, что передние колёса находятся выше задних:

А на Boeing 767 наоборот, передние колеса ниже задних:

Как выяснилось всё дело в том, как спроектирована ниша, куда убираются стойки шасси, спасибо видео:

И, что самое любопытное, в военно-транспортном C5 Galaxy основные стойки шасси выпускаются в положении поперёк движения самолёта и только потом разворачиваются на 90 градусов в нужное положение.

Источник

Чем тормозит самолет

Привет. Сегодня мы будем тормозить

Будем тормозить лайнер Boeing-737 Classic.

ВНИМАНИЕ! В тексте будет много спойлеров!

Итак, самолет можно тормозить как в полете, так и на земле. Начнем с воздуха.

Самолет можно тормозить:

а) Уменьшением режима работы двигателей

б) Изменением балансировочного положения

в) Увеличением лобового сопротивления путем высовывания различных штуковин в поток.

Первые два не особо интересны, поэтому так делать мы не станем.

Помимо синхронного подъема при торможении, 0,1,8 и 9 спойлеры помогают кренить самолет. Они поднимаются вместе с соответствующим элероном.

Поскольку высовывать штуковины в поток достаточно трудно, этим занимается гидросистема c помощью таких вот гидроцилиндров-«актюаторов». На фото актюатор Ground Spoiler`a, но суть, думаю, ясна

Для того, чтобы объеденить обе функции, используется совершенно адовый агрегат, который называется Spoiler Mixer & Ratio Changer. Название уже намекает, да?

Агрегат чисто механический, находится в нише основных стоек шасси. Он обрабатывает управляющие сигналы и тянет соответствующие тросы. Как паучок :3

Из кабины спойлеры управляются с помощью вот такого рычага слева от РУДов

а так же с помощью штурвалов в случае кренов.

На земле самолет можно тормозить

а) так же увеличением лобового сопротивления(Flight+Ground Spoilers)

б) изменением направления воздушного потока двигателей (реверсивные устройства)

в) как ааааавтомобиль, то есть с помощью колесных тормозов.

О варианте «А» мы уже говорили, поэтому перейдем сразу к реверсивным устройствам.

Реверс представляет собой набор агрегатов, которые перекрывают «холодный контур» двигателя и перенаправляют поток воздуха в сторону-вверх через решетки, которые вы можете видеть на фото выше.

Для того, чтобы не случилось перекоса, подачу гидрожидкости в цилиндры регулирует Synchro-Lock. К сожалению его фото не нашлось, поэтому будем разбираться на пальцах.

Короче, это такой гидромотор, который крутит гибкий вал, который крутит краны на каждом из гидроцилиндров, которые от этого равномерно питаются гидрашкой.

Тема в принципе очень объемная, и если начать вдаваться в тонкости это дело затянется на огромное количество постов, поэтому тут мы закончим с реверсами.

И перейдем к колес и тормозов.

На основных стойках устанавливаются гидравлические дисковые тормоза и большЫе и красивые колеса

На следующем фото на нас глядит стойка, с которой сняты колеса, а тормоза находятся на своих местах. Каждый прикручен 8 болтами к специальным фланцам на оси

Тормоз состоит из упорной плиты, корпуса, гидроблока, роторных дисков и статорных дисков.

Вот такой(который длинный). Это сосуд, в котором есть гидравлической жидкости, и есть азота, чтобы на нее давиь и выдавливать в тормоза. Манометр показывает давление в аккумуляторе, кроме того инликация есть в кабине пилотов

На этом думаю достаточно, и без того довольно много информации.

Задавайте свои ответы, буде разгребать сумбур.

Все картинки взяты из интернета, баянометр ругался на отдельные.

А почему не предупредил, что в тексте будут спойлеры?

Описано неплохо. Но пара ляпов.

Больше интересуют функции кв 9 на Л 39

Перед посадкой я особенно очкую, когда самолет выпускает всю аэротормозную хрень, скорость ощутимо падает, такое чувство, что самолет щас вообще остановится и ухнет вниз)))

16 поршневые 8 дисковые тормоза. даааа.

Самолет взлетает, летит, садится и тормозит исключительно чудом!

все доходчиво и понятно даже для гуманитариев!

Всем фанатам авиации (закрыто)

Срочно отдам (или выкину завтра 28.11) QRH и фулл сет плакатов по Боинг 737. Санкт-Петербург/ самовывоз.

У одного из «Стрижей» выскочил тормозной парашют в полете

Проверявшему системы Boeing 737 MAX предъявили обвинения в мошенничестве

Соответствующее сообщение опубликовано в четверг на сайте Министерства юстиции США.

Две катастрофы за полгода. Чем крушение лайнера 737 MAX 8 обернулось для Boeing

Согласно обвинительному заключению, Форкнер предоставил подразделению Федерального авиационного управления США (ФАУ) по оценке воздушных судов (Aircraft Evaluation Group, AEG) «по существу ложную, неточную и неполную информацию» о системе улучшения характеристик маневренности MCAS самолета Boeing 737 MAX. В связи с этим в руководствах по эксплуатации самолетов и в учебных пособиях для пилотов не содержалось какой-либо информации об указанной системе.

Форкнеру предъявлены обвинения в мошенничестве по шести пунктам. Ожидается, что впервые он предстанет перед судом в пятницу. Если вина Форкнера будет доказана, то ему грозит тюремное заключение сроком до нескольких десятков лет.

Ранее газета The Wall Street Journal со ссылкой на источник сообщала, что пилот компании Boeing Марк Форкнер, осуществлявший проверку программного обеспечения самолета Boeing 737 MAX, мог умышленно ввести в заблуждение авиарегулятор США (FAA). По мнению следователей, он мог умолчать об ошибках, выявленных при тестировании системы контроля полетов, что привело к крушению самолетов этой серии и, как следствие, гибели людей.

Эксплуатация Boeing 737 MAX была приостановлена после двух катастроф. 10 марта 2019 года в Эфиопии разбился Boeing 737 MAX 8 авиакомпании Ethiopian Airlines, погибли 157 человек. 29 октября 2018 года жертвами катастрофы самолета аналогичной модели компании Lion Air в Индонезии стали 189 человек. Руководство Boeing признало впоследствии, что в обоих случаях на борту воздушных судов перед тем, как они разбились, имел место сбой в работе системы MCAS. После этого многие страны, включая Россию, США и государства Евросоюза, по соображениям безопасности приостановили эксплуатацию самолетов данной серии.

Источник