Движение самолета по аэродрому
Рассчитываемый на ресурс 60 000 летных часов пассажирский самолет за время эксплуатации совершит 20 000 рейсов продолжительностью 3 часа каждый. В каждом рейсе при разбеге на взлете самолет пробегает по ВПП примерно 1500 м и при пробеге на посадке примерно 1500 м, а кроме того, в процессе выруливания со стоянки перед полетом и заруливания на стоянку после полета еще не менее 2000 м. Следовательно, за время службы самолет пробегает по аэродрому примерно 100 000 км с весьма высокой скоростью (в условиях интенсивной эксплуатации аэропортов движение по рулежным дорожкам происходит на скоростях до 70 км/ч).
Нагружение циклическими нагрузками при движении по неровным поверхностям аэродрома оказывает существенное влияние на усталостную прочностьшасси и самолета в целом.
Весьма высока и динамическая нагрузка в момент касания при посадке. Даже с мощной взлетно-посадочной механизациейкрыла современные самолеты при посадке в момент касания земли обладают большой вертикальной Vy и горизонтальной Vx скоростью и, соответственно, большой кинетической энергией E = mV2/2, где m - масса самолета при посадке,
Тормозные устройства. Горизонтальная составляющая кинетической энергии самолета Ex = mVx2/2 определяет работу Ax, которую должны совершить тормозные устройства самолета для остановки его при пробеге. Тормозные устройства, в основном за счет работы на преодоление сил трения, превращают кинетическую энергию в тепловую и, охлаждаясь, рассеивают ее в окружающем пространстве при послепосадочном пробеге и стоянке самолета. В качестве тормозных устройств применяются воздушные тормоза (аэродинамические тормозные щитки), тормозные парашюты, реверсеры двигателей. Однако основную долю горизонтальной составляющей кинетической энергии самолета Ex превращают в тепловую энергию и рассеивают в окружающем пространстве тормоза колес.
В общем случае
Ax = Ex = F L η,
где | F | - | максимальная сила, развиваемая тормозным устройством; | |
L | - | длина дистанции пробега от начала торможения до полной остановки самолета; | ||
η | - | КПД тормозного устройства, учитывающий то обстоятельство, что сила F изменяется в процессе торможения. |
Отметим, что аэродинамическая сила воздушных тормозов уменьшается с уменьшением скорости самолета при пробеге. При пробеге изменяется также и сила сцепления колес с поверхностью ВПП (тормозная сила трения)
Fтр = ƒтрR,
где | R | - | вертикальная нагрузка на тормозное колесо; | |
ƒтр | - | коэффициент трения колеса о поверхность ВПП. |
Нулевая в момент касания сила R увеличивается с уменьшением скорости при пробеге, поскольку уменьшается подъемная сила крыла и сила тяжести самолета прижимает колеса к ВПП. Коэффициент трения ƒтр зависит от состояния поверхности ВПП и от характера движения колеса. Торможение колес должно обеспечить движение их без проскальзывания, что повышает тормозную силу колес.
Принцип устройства тормозного колеса с дисковым тормозомиллюстрируется рис. 13.1.
Рис. 13.1. Тормозное колесо |
Бескамерный пневматик 1 надевается на барабан 2 между неподвижной ребордой 3 и быстросъемной ребордой 4, облегчающей монтаж пневматика. В ступицу(утолщенную центральную часть барабана) запрессованы подшипники 5, на которых барабан 2 свободно вращается относительно оси 6. Ось 6 неподвижно крепится к стойке шасси 7. К оси 6 неподвижно крепится корпус тормоза 8. В корпусе тормоза расположен пакет дисков 9 и 10, представляющий собой набор биметаллических и металлокерамических колец с высоким коэффициентом трения.
Часть дисков (диски 9) своими выступами на внутренней поверхности кольца входит в пазы корпуса тормоза 8, проточенные вдоль оси вращения колеса. Таким образом, диски 9 могут перемещаться вдоль оси 6, но не могут вращаться относительно нее.
Другая часть дисков (диски 10, размещенные между дисками 9) не связана с корпусом тормоза 8. При установке барабана колеса 2 на ось корпус тормоза 8 вместе с пакетом дисков 9 и 10 свободно входит во внутреннюю кольцевую камеру барабана. При этом диски 10 своими выступами на внешней поверхности кольца входят в продольные пазы, проточенные на поверхности кольцевой камеры барабана 2.
При вращении колеса диски 10 вращаются вместе с барабаном 2 в зазорах между неподвижными дисками 9 тормоза, не касаясь их.
Если подать под давлением газ (или жидкость) в силовой цилиндр 11, неподвижно закрепленный на корпусе тормоза 8, то поршень 12, выбрав зазоры между дисками 9 и 10, прижмет их друг к другу. За счет сил трения между неподвижными дисками 9 и вращающимися вместе с колесом дисками 10 будет происходить торможение с выделением тепла.
Обычно на самолете тормозные колеса устанавливают на основных, а нетормозные колеса - на вспомогательных опорах шасси.
Рулежка (маневрирование) самолета, движущегося по аэродрому за счет силы тяги двигателя, осуществляется раздельным торможением и растормаживанием колес основных стоек шасси. "Дача ноги" обеспечивает поворот руля направления и торможение колеса соответствующей основной стойки шасси. При рулежке (рис. 13.2) разворот самолета происходит относительно центра контактной площадки с ВПП заторможенного колеса 1. Вектор скорости Vо поступательного движения колеса 2 другой основной стойки перпендикулярен радиусу поворота R, поэтому колесо 2 движется без юза.
Рис. 13.2. Разворот самолета при рулежке |
Юз - явление, при котором колесо не вращается, несмотря на его поступательное движение.
Чтобы колесо 3 передней стойки при рулежке двигалось без юза, необходимо обеспечить его самоориентацию или принудительную ориентацию вдоль вектора скорости Vн его поступательного движения.
Юз может возникнуть на колесе одной из основных опор шасси при торможении в процессе движения самолета, особенно по скользкой (заснеженной или покрытой водой) ВПП.
Вследствие юза возможен непреднамеренный разворот и сход самолета с ВПП или рулежной дорожки. Кроме того, резко уменьшается срок службы шин, возможно их полное разрушение в процессе движения по земле со всеми вытекающими из этого последствиями.
Для эффективного и безопасного торможения необходимо выдерживать постоянство и предельно возможную силу сцепления шины с поверхностью ВПП при любом ее состоянии и скорости движения самолета.
Из-за быстротечности процесса посадки и высоких скоростей движения по ВПП и рулежным дорожкам летчик не в состоянии обеспечить эти условия. Поэтому на современных самолетах в систему управления тормозами включается тормозной автомат (антиюзовая автоматика), реагирующий на проскальзывание колеса (начало юза) и уменьшающий тормозной момент (растормаживающий колесо). После того как угловая скорость расторможенного колеса увеличится, сигнал на растормаживание снимается и начинается процесс нарастания тормозного момента колеса.
Таким образом обеспечивается эффективное и безопасное управляемое движение самолета на земле.
Дата добавления: 2019-02-08; просмотров: 860;