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.
По бокам фюзеляжа.
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.
Как тормозится 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.
(((Торможение самолёта механизацией крыла осуществляется при помощи интерцепторов. В полёте они выпускаются при сходе с эшелона (почти с 10000 метров) когда, снижаясь, надо погасить скорость с 900 до 500 км/ч — иначе корпус фюзеляжа просто разорвёт в более плотном воздухе. Затем интерцепторы выпускаются при касании шасси полосы.
Так, например, ТУ-154 заходит на посадку при скорости порядка 260 км/ч. Длина посадочного пробега — 2200м. На турбовинтовых самолётах — торможение при посадке достигается — изменением шага винта (создавая обратную тягу лопастей). Далее подключается торможение колес шасси с автоматическим регулированием силы торможения (для исключения возникновения юза))) (Из рецензии читателя, Валерия Анатольевича 2).
… Пару слов о торможении реверсом — из 100% торможения лишь порядка 30% — приходится на реверс. Перекладываются створки очень быстро и за доли секунды оказываются открытыми полностью. Например ,на Ту-154 есть два положения рукояток управления реверсом (РУР) — малый реверс — это только перекладка створок, без увеличения оборотов двигателя. В этом случае просто гасится вся тяга двигателя. И полный реверс — это увеличение оборотов двигателя при открытых створках. Тут уже двигатель и создаёт обратную тягу. Торможение реверсом прекращается при снижении скорости до 100 км/час. — реверсивная струя может поднимать в воздух с поверхности ВПП мусор и мелкие камни, которые, при пробеге самолёта на небольшой скорости, могут попасть в воздухозаборник двигателя и стать причиной его повреждения.
Реверс (иногда) применяется для аварийного торможения при прерванном взлёте. Реже — на рулении, для движения самолёта задним ходом без помощи буксировщика…
ВАЛЕРА, привет. Нас трое, ещё появился один читатель, понимающий в этих вопросах. (это получается, я причислила себя к вам, двоим!)) АНЕКДОТ! Ну, да, то что реверсивная мощная струя перенаправляется, часть её бьёт в землю, действительно, поднимая мусор. это негативная сторона применения реверса, но отказаться от этого способа гашения скорости ЛС пока нельзя, значит, скорее всего, ВПП содержится в чистоте: её моют, пылесосят. Так? или не ТАК. )) СПАСИБО.
. Ну ВПП не моют и не пылесосят. чистят время от времени — но это так себе. Пока самолёт на пробеге идёт 100-130 км/час он поднятый мусор благополучно пробегает. а потом надо реверс отключать.
Я где-то читала, что КВС и второй пилот на обратном пути могут поменяться функционалом. А зарплата их зависит от того, кто — есть кто? Если поменялись, одинаково будет, а если нет, КВС туда и обратно и так же второй пилот, у которого меньше ответственности.
… Ну на протяжении всего полёта идёт совместная работа… Бывает и по отдельности — при этом КВС должен громко сказать (идёт запись) — Управление справа (это значит 2-й пилот)… Или например — сход с эшелона ведёт 2-й пилот… а КВС занимается подготовкой к посадке — изучает со штурманом реальные подходы, последнюю метеосводку, перестановку барометрического высотомера, частотную настройку на курсовые и глиссадные радиомаяки и многое др. А с началом системы 4-х разворотов — говорит — Управление слева — и управляет сам… А второй пилот по команде перекладывает хвостовой стабилизатор (в положение — кабрирование и посадка), выпускает предкрылки, закрылки, шасси, выпускает и включает посадочные фары и т.д. Штурман контролирует посадочную конфигурацию, громко говоря углы выпуска, синхронность… постоянно сообщая приборную скорость самолёта, высоту, скорость снижение, удаление от аэродрома, градацию сноса и т.п.
Бывает, по указанию авиокомпании, идёт подготовка второго пилота на КВСа — тогда нагрузка на него увеличивается…
А зарплата, разная, наверное? Спасибо, так подробно, будто только что с рейса)).
. Зарплата отличается существенно. Есть шутливая поговорка — Главная задача праворукого (2-го пилота) не мешать в полёте леворукому (КВСу).
… Да, изменение шага винта в турбовинтовых двигателях в авиации имеет большое значение. Например самолёт АН-24 (и его модификации)..- У двигателя Аи-24 обороты ротора турбины постоянные — 15100 (+/-) об/мин. Обороты винта (через планетарный редуктор) — 1245 об/мин. На всех режимах полёта одинаковы.. Но за счёт изменение шага винта (изменение наклона его лопастей) получаем и взлётный режим… и горизонтальный полёт… и малый газ… и торможение винтом…
Валера, в грандиозном фильме-катастрофе "Экипаж", когда ликвидировались неполадки, звуковым фоном был какой-то визг, лязг. Такие шумы в жизни не встречаются, моей, во всяком случае. Эти звуки до сих пор не забылись! Подобные шумы сопровождают полёт? Снаружи, по крайней мере.
… Ну фильм “Экипаж” — с точки зрения технической правдоподобности лента не выдерживает никакой критики. Понимаю, что фильм снимался не для авиаторов, а для массового зрителя и главное в нем — зрелищность, а не подробности… Начинаются ляпы с мелочей — путаница в бортовых номерах самолёта… их видно на кадрах минимум трижды — и все разные… В начале фильма, на ответственной и напряженной стадии полёта — посадочной глиссаде КВС (Г. Жжёнов) просит принести ему кофе . Далее — выход пилота в воздухозаборник двигателя № 2 — выйти через киль навстречу потоку воздуха в воздухозаборник работающего двигателя абсолютно невозможно… Затем проведён ремонт руля высоты на хвостовом стабилизаторе (удалён посторонний предмет, мешающий его работе). Эта работа тоже проделана с выходом наружу самолёта на той же скорости 500-600 км/ч — а руль высоты на высоте 11 метров (крайняя точка сзади) — к нему и на земле трудно добраться… Потом обычным молотком была загнута внутрь самолёта часть оторванной обшивки и тем самым предотвращено развитие трещины — ужас… Ещё странно — отрицательную подъёмную силу стабилизатор в воздухе хвост выдержал, а реверс – нет… оторвался уже на земле… Большей околоавиационной хрени создано ещё не было…- под стать всей драматургии и какафония загробных звуков…- не бывает таких в реальном полёте…
Спасибо, АКАДЕМИК ЛОМОНОСОВ))! Ну, если на эти мелочи-ляпы внимание не обращать, интерес к фильму был немалый! Да, помню, у самолёта отвалился хвост, объясняю, плотность атмосферы возросла до максимальной, а металл устал сопротивляться, произошёл разрыв "образца")). Пилот Г.Жжёнов кофе попросил, и ЧЁ?))) Он же КВС. да ещё в возрасте, он тут БОГ. как не уважить БОГА)))! Подумаешь)), чашечку КОФЕ человек попросил)). Не думаю, что этот фильм дал толчок-призыв молодёжи страны к выбору профессий, связанных с аэрофлотом, хотя красивая форма всегда притягивала взгляды кого бы то ни было: музыкантов, врачей, писателей, художников. и проч., и проч.
… Какое кофе на посадочной глиссаде…- напряжение на пределе, мгновенная реакция на любое отклонение директорной стрелки, всеми силами надо держать створ полосы. Согласование вертикальной скорости самолёта и его поступательной скорости. Мгновенная реакция на сдвиги ветра у земли и компенсации рысканий по тангажу, подбор тяги двигателей, многократные щелчки триммера туда — обратно. В сужающемся клине возможных отклонений, 80-тонный самолет стремительно приближается к земле со скоростью 70-80 метров в секунду, а если ещё ливень или морозная инверсия с запредельной болтанкой и иные атмосферные возмущения буквально выбрасывают самолет из глиссады. При приближении к земле воздух уплотняется настолько, что режим 75% создает слишком большую тягу, и самолет начинает разгоняться. Постоянная готовность ухода на второй круг. Малейшая небрежность и промедление может разбалансировать уравновешенный режим захода на посадку Все движения должны быть четче, своевременней, острее должна быть реакция на любые изменения…- Какое кофе — у пилотов спины мокрые от напряжения…
Валерий Анатольевич, стол не сломал от возмущения?))) ВАЛЕРА, на глиссаде ЛС находится 6. секунд, когда там успевать делать, что перечислено. А некоторый разгон наблюдается не за счёт ещё и перехода потенциальной энергии в кинетическую ( вертикальной скорости не стаёт, горизонтальная возрастает). . Это я так шутила. Конечно, выпускать такой фильм и не посоветоваться с людьми, знающими проблемы аэротехники и пути их устранения, по меньшей мере, не осмотрительно. Народ смотрел без вопросов, а специалисты. Деньги сэкономили, наверное. Спасибо, поздравляю, статья интересная, а мир, действительно, интересный и удивительный, и не только мир авиации)).
. Глиссада начинается за 12 км. от ВПП после 4-го разворота с высоты круга. и за несколько секунд ЛС его не проходит.
Портал Стихи.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.
Ежедневная аудитория портала Стихи.ру – порядка 200 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более двух миллионов страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
© Все права принадлежат авторам, 2000-2023. Портал работает под эгидой Российского союза писателей. 18+
Почему авиакатастрофы происходят на посадке?
В полете пассажирский лайнер набирает скорость до нескольких сотен километров в час, он поднимается на высоту десять километров. А потом его скорость снизится до нуля, когда он прибудет в аэропорт. Только в момент полной остановки можно констатировать факт, что полет прошел успешно. Жители нашей страны обычно начинают аплодировать в тот момент, когда самолет касается земли. Это милая традиция, но радость может быть преждевременной, так как неприятности при посадке очень свойственны гражданской авиации. И это касается не только России.
Читая эту статью, не стоит поддаваться аэрофобии. Воздушный транспорт считается самым безопасным в мире, и серьезные авиакатастрофы, сопровождающиеся жертвами, происходят не так часто. Каждый раз это настоящая трагедия, что в очередной раз доказывает, что перемещаться по воздуху безопасно. Изучив эту информацию, ты узнаешь, какие нештатные ситуации могут произойти на посадке.
Каждый пассажирский лайнер буквально нашпигован самой современной электроникой и техникой. Экипаж состоит из высококвалифицированных профессионалов своего дела. Но при этом крушения все же происходят, причем не всегда в воздухе.
Все мы помним историю, которая омрачила новогоднее настроение жителям нашей страны в 2012 году. 29 декабря произошла авиакатастрофа с лайнером Ту-204, который во Внуково не сумел снизить скорость после посадки и по этой причине вышел за пределы полосы. Тогда он разбил ограждение, а обломки вынеслись на Киевское шоссе. Есть статистика, согласно которой 24% погибших в авиакатастрофах приходятся именно на подобные случаи. Выезд за пределы полосы даже называют первым убийцей в гражданской авиации. Однако, при посадке могут возникнуть и другие неприятности.
Как самолет тормозит в воздухе
Чтобы в полной мере оценить причины бедствия в момент посадки, стоит немного углубиться в техническую составляющую. Нужно разобраться, какими механизмами для гашения скорости обладают современные самолеты. Находясь в воздухе, можно затормозить лишь двумя путями: либо снизить мощность двигателей, убавив газ, либо повысив лобовое сопротивление.
Управлять лобовым сопротивлением можно по-разному. Все, кто часто летают, обращали внимание, что на крыле присутствует множество элементов, способных двигаться. Все панели, меняющие свое расположение под разными углами, относятся к механизации крыла. Именно они отвечают за управление лобовым сопротивлением, а также за понижение подъемной силы крыльев. Эти панели называются спойлерами, и на современных моделях лайнеров они работают в трех режимах.
- Первый. Это воздушное торможение, предназначено для снижения скорости полета, также спойлеры в первом режиме выполняют функцию повышения вертикальной скорости снижения. Управление осуществляется пилотом в ручном режиме, задействуются лишь некоторые панели, а не все.
- Второй. Изменение крена полета, отклонение может происходить до семи градусов, когда пилот соответствующим образом направляет штурвал. В этом случае будут менять положение либо внутренние, либо внешние панели.
- Третий. Это наземное торможение, наиболее интересное в ракурсе рассматриваемого вопроса. Чтобы перейти в этот режим, все панели максимально отклоняются, ввиду чего стремительно снижается подъемная сила. В это время самолет уже не держит воздух, и создается высокая нагрузка на тормоза колес. Ввиду этого торможение будет с антиюзом, автоматом растормаживания. Последний выполняет роль системы антиблокировки, ее функциональность как у той, которой снабжены машины. Немногие знают, но ABS пришла в автопром из авиастроения.
В описании третьего режима были упомянуты тормоза колес, они тоже предназначены для гашения скорости. Это очень надежные дисковые тормоза, которые часто делают даже не из стали, а из углепластика или других сверхпрочных материалов.
Еще есть реверс, это слово звучало очень часто после авиакатастрофы во Внуково. Это устройство тоже участвует в торможении, оно отклоняет часть реактивной струи своими створками. Выходит, что реактивная тяга уже не движет машину вперед, а наоборот, участвует в торможении. Фактически реверс — это аварийная система для экстренного торможения.
Почему самолет терпит бедствие на посадке?
Наиболее часто встречающаяся причина того, что самолет выходит из взлетно-посадочной полосы, это нестабилизированный заход на посадку. Термин применяется в том случае, когда на предпосадочной полосе все еще на высокой скорости закрылки и другая механизация крыла расположены неправильно, в результате идет отклонение от курса. Также причина может быть в том, что пилот нарушил одно из главных правил и оставил тормоза на конец полосы, так в авиации называют позднее применение тормозов-колес. Не всегда вина на пилоте, на практике бывало так, что его дезинформировали о состоянии полосы.
Если применить реверс, то в теории тормозной путь станет короче в среднем на 25-30%. При этом в действительности современные модели авиалайнеров проходят сертификацию без учета использования этого механизма. Для безопасности реверс срабатывает лишь при разрешении датчика обжатия стоек, это стало правилом после нескольких несчастий, которые произошли по причине того, что срабатывание произошло в воздухе. Одно из несчастий произошло с японским пилотом, который только заходил на посадку, но уже включил реверс. Позднее в ходе расследования было установлено, что тот пилот страдал психическими расстройствами.
Что будет при несоответствующей скорости?
Обычно заданная скорость для движения по полосе составляет 220 километров в час. Что же будет в случае иной скорости? Как правило, при этом происходит касание полосы в неправильной точке, проще говоря, перелет. Особенно высока вероятность такого, если самолет пустой, то есть недостаточно тяжелый, как это и произошло с Ту-204 во Внуково.
Перелет — это уже нештатное положение, при котором предписано использование всех доступных средств, в том числе и реверса. Необходимо принимать все меры, так как запас полосы ограничен, а машина даже после касания полосы будет двигаться быстрее, чем нужно. Но реверс будет не всегда доступен. Более высокая скорость — выше показатель подъемной силы крыльев. Выходит, что самолет не едет по полосе, как должен делать, а продолжает лететь, соприкасаясь с землей. Из-за этого датчики обжатия стоек шасси не сработают и не позволят использовать систему реверса. Так как полет продолжается, то не получится и перевести спойлеры в положение наземного торможения.
Если же после соприкасания с землей спойлеры не будут выпущены или убраны, то избежать бедствие уже вряд ли получится. Сцепление колес и земли будет слабым, в результате чего будет происходить расторможение, как на мокрой полосе. Пилот теряет управление колесами, при этом тормоза работают хорошо, просто они не эффективны в такой ситуации.
Самое страшное в таком случае — на самом деле оказаться на мокрой земле, вероятность избежать выход за пределы полосы при этом будет стремиться к нулю. Какие последствия принесет выезд, зависит от того, что будет находиться на пути несущегося лайнкра. Из вышеизложенного понятно, что после упомянутого крушения во Внуково слово “реверс” зря употребляли так часто. Мы видим, что причин несчастного случая может быть много, и одна из них влечет за собой другие. И при многих из них отказ системы реверса уже не будет значим. Еще нужно заметить, что Ту-204 во время выкатывания двигался на скорости 190 км в час.
Где такое происходит чаще?
Происшествия, связанные с вылетом самолета за пределы полосы происходят в разных странах, они достаточно распространены. Однако, все же можно отследить некоторую закономерность. Лидером антирейтинга становится Африка, за ней идут Южная и Центральная Америка, на четвертом месте — Азия. В развитых странах такое происходит намного реже, в среднем один инцидент на два миллиона успешных посадок.
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.
На больших самолетах типа Аirbus 380 или Boeing 747 в дополнение к основным стойкам делают вспомогательные, чтобы распределить значительный вес гигантского самолета. На всех стойках шасси установлены амортизаторы. Принцип действия и назначение которых похожи на автомобильные, но основная задача — смягчить перегрузки на посадке, чтобы нагрузки на узлы самолёта не превышали допустимых. .
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:
- С помощью педалей управления рулём направления,
- С помощью специальной ручки управления разворотом носовой стойки.
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:
- Во время посадки: Одновременное касание полосы (срабатывание датчиков обжатия шасси) и нахождение ручек управления двигателями в положении «малый газ»,
- Во время взлёта: Перевод ручек управления двигателем из положения «взлётный режим» в положение «малый газ». Этот режим торможения называется «прерванный взлёт» (Rejected Takeoff, RTO)
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.
Вверх — убрать, вниз — выпустить. Кстати, можно не бояться случайно «сложить» стойки шасси, когда самолёт стоит на земле — в современных авиалайнерах предусмотрена блокировка от таких действий, когда шасси «обжаты» — амортизаторы находятся в сжатом состоянии под действием веса ЛА .
Для улучшения аэродинамических свойств ЛА ниши, в которых размещаются убранные шасси, закрываются створками, поэтому процедура нормальной уборки шасси выглядит примерно так:
- Вычислитель снимает замки закрытого положения створок и подаёт команду на открытие створки
- Створки полностью открыты и зафиксированы в открытом положении. Соответствующие датчики сообщают об этом вычислителю
- Вычислитель открывает замки выпущенного положения стоек шасси и начинает их уборку.
- Стойки полностью убраны и зафиксированы в закрытом положении. Соответствующие датчики сообщают об этом вычислителю
- Вычислитель открывает замки открытого положения створок и начинает их закрывать
- Створки полностью закрыты и зафиксированы в закрытом положении. Вычислитель фиксирует признак окончания уборки шасси
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 посадке: система управления, если активирован автовыпуск воздушных тормозов, выпускает воздушные тормоза. Воздушные тормоза портят картину обтекания крыла, подъёмная сила резко снижается, появляется вес на стойках и колёсные тормоза могут начать работать эффективно
- При посадке: включается система автоматического торможения колёс (см. выше)
- Снимается блокировка включения реверса двигателя
- Выключается часть излучающих радиоприборов (чтобы не облучать наземный персонал)
- После остановки самолёта появляются сообщения системы технического обслуживания, которые не влияют на действия пилота в полёте
- Система регулирования давления выравнивает давление внутри и снаружи самолёта
- Отключается блокировка систем технического обслуживания, в частности появляется возможность обновить ПО бортовых вычислителей
При снятии сигнала обжатия шасси:
- Снимается блокировка уборки шасси
- Кратковременно активируются тормоза для того, чтобы затормозить колёса, вращающиеся по инерции после отрыва самолета от земли
- Блокируется возможность включения реверса двигателя
- Блокируется часть сообщений системы оповещения экипажа, которая не требует реакции лётчика непосредственно в полёте (Если быть точным, то блокировка начинается с момента перевода ручек управления двигателями в положение «взлёт», но именно датчик обжатия шасси является непосредственным индикатором того, что самолёт находится в воздухе)
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.