Έχετε αναρωτηθεί ποτέ, πως σταματά ένα αεροσκάφος ή γενικότερα πως επιβραδύνει ;
Άν ναι... και νομίζετε πως σταματά με τα φρένα των τροχών του και μόνο! τότε καλό θα είναι να το ξανασκεφτείται.
Άς δούμε το γιατί:
Πάρτε για παράδειγμα ένα μεσαίο επιβατηγό αυτοκίνητο. Φορτώστε το 1500 κιλά (άτομα + αποσκευές +...) και καθώς πηγαίνετε με 140 km/h, προσπαθήστε να επιβραδύνετε άμεσα μέχρι τα 40 km/h. Πιστεύετε θα σταματήσει ικανοποιητικά; και άν ναί σε πόσο χρόνο και σε πόση απόσταση; και τέλος, σε τι κατάσταση θα είναι τα φρένα μετά;
Κάπως έτσι, λειτουργεί και το σύστημα πέδησης στο αεροσκάφος. Υπάρχει ναι μεν για να επιβραδύνει και να ακινητοποιεί το αεροσκάφος αλλά για μικρές ταχύτητες!
Άς δούμε πιο αναλυτικά, ποιά είναι τα συστήματα επιβράδυνσης ενός αεροσκάφους:
Α) Φρένα τροχών (brakes)
Αποτελούν το βασικό σύστημα πέδησης και είναι το κύριο σύστημα απόσβεσης της κινητικής ενέργειας όλων των αεροσκαφών στη φάση της προσγείωσης και το μοναδικό σύστημα επιβράδυνσης μέχρι την ακινητοποίηση ενός αεροσκάφους. Για παράδειγμα ένα Boeing 777, που έχει 6 τροχούς σε κάθε πλευρά, έχει συνολικά 12 φρένα. Λειτουργούν με υδραυλική πίεση και συνήθως κατασκευάζονται απο ατσάλι και άνθρακα. Ο πιλότος έχει 2 πετάλ για τα φρένα. Ένα αριστερό, για τα φρένα της αριστερής πλευράς και ένα αντίστοιχα δεξί για της δεξιάς πλευράς, αναλόγως τη εκτροπή θέλει να δώσει. Με ταυτόχρονο πάτημα και των 2 πετάλ, παρέχεται σταθερή πίεση και στα δύο και έτσι το αεροσκάφος φρενάρει ίσια, χωρίς να εκτρέπεται. Τα φρένα στην προσγείωση (σχεδόν πάντα), έχουν αυτόματες προεπιλογές πέδησης. Οι πιλότοι συνήθως τα χρησιμοποιούν μόνοι τους σε χαμηλότερες ταχύτητες.Επειδή αποτελεί ένα σημαντικό κομμάτι στη μελέτη των συστημάτων ενός αεροσκάφους, περιέχοντας πολλές κατηγορίες και τύπους, θα αναλυθεί διεξοδικά σε επόμενη ανάρτηση.
Β) Αερόφρενα (airbrakes)
Αποτελούν, μετά τα φρένα, το δεύτερο σημαντικότερο υποβοηθητικό σύστημα πέδησης. Τα αερόφρενα μετά την προσγείωση σηκώνονται για να πέσει το βάρος του αεροπλάνου στους τροχούς και τα φρένα να είναι ποιό αποτελεσματικά. Αξίζει να σημειωθεί, πως προσγείωση χωρίς χρήση των αερόφρενων αυξάνει δραματικά το απαιτούμενο μήκος προσγείωσης, ακόμη και κατά 50% !!! Στην κατηγορία των airbrakes, συμπεριλαμβάνονται και οι φθορείς άντωσης.
Γ) Ανάστροφη ώση (Thrust Reverses)
Χρησιμοποιείται σε πολλά σύγχρονα αεροσκάφη με στροβιλοκινητήρα. Μπαίνει σε λειτουργία μετά την επαφή των τροχών με το διάδρομο προσγείωσης. Τι κάνει στη πράξη; Μεταβάλει τη φορά της ώσης του στροβιλοκινητήρα κατά 180 μοίρες. Η ανάστροφη ώση ενός στροβιλοκινητήρα είναι της τάξης του 40% έως 50% της ώσης απογείωσης. Σε μερικά αεροσκάφη, όπως το DC-8 και το C-5, οι αναστροφείς ώσης είναι ενσωματωμένοι στους κινητήρες και μπορούν να αξιοποιηθούν και ως airbrakes. Στα πολιτικά αεροσκάφη, θεωρείται ένα σύστημα 'must', αφού διασφαλίζει μεγάλη επιβράδυνση, αυξημένη αξιοπιστία και χαμηλό κόστος συντήρησης. Λόγω όμως του αυξημένου βάρους, σαν σύστημα, πολύ λίγα μαχητικά αεροσκάφη το έχουν εγκατεστημένο. Δηλαδή, τα thrust reversers ενεργοποιούνται κατά την προσγείωση και κατά την ματαίωση της απογείωσης. Ποτέ στον αέρα (πλήν ελαχιστοτάτων εξαιρέσεων κάποιων "μυστηρίων" τύπων αεροσκαφών). Κάθε κινητήρας έχει την δικιά του μανέτα. Πίσω από την κάθε μανέτα υπάρχει η μανέτα reverse thrust. Στην φωτογραφία:
Οι τρείς άσπρες μανέτες με τα νούμερα
του κάθε κινητήρα ,είναι οι κανονικές. Πίσω από αυτές φαίνονται τρείς
άλλες άσπρες μανέτες. Αυτές είναι οι μανέτες των thrust severses. Μετά την προσγείωση, ο πιλότος αφήνει
τις κύριες και πιάνει αυτές. Σηκώνοντάς τις (πρός τα πίσω), αυτές
ξεκλειδώνουν. Όταν ξεκλειδώσουν, ο χειριστής τραβόντας και άλλο προς τα
πίσω, αυξάνει τις στοφές του κινητήρα, ανάλογα πόση επιβράδυνση
χρειάζεται. Στις μέρες μας, για λόγους θορύβου, σπάνια χρειάζεται
παραπάνω στροφές. Απλά τις ξεκλειδώνει για να είναι έτοιμες αν
χρειαστεί.
Δ) Αλεξίπτωτα Οπισθέλκουσας / Αλεξιπροχώρια (Drag Parachutes)
Το βρίσκουμε σε μαχητικά αεροσκάφη κυρίως. Είναι εγκατεστημένο στο οπίσθιο τμήμα της ατράκτου και ουσιαστικά μειώνει τη διαδρομή τροχοδρόμησης στη φάση της προσγείωσης. Ενεργοποιείται απο το χειριστή και χρησιμοποιείται σε αεροσκάφη με τρίκυκλο Σ/Π (=σύστημα προσγείωσης) με ριναίο τροχό. Αποτελεί λύση για ταχύτητες προσγείωσης μεγαλύτερες των 70 knots και η επιβράδυνση που δημιουργεί στο αεροσκάφος είναι απο 0,2g έως 0,35g.
Ε) Αναστροφή Βήματος Έλικας (Propeller Pitch Inversion)
Χρησιμοποιείται στα ελικοφόρα αεροσκάφη και ουσιαστικά μεταβάλει τη γωνία προσβολής των πτερυγίων του έλικα. 'Ετσι, όταν ο χειριστής θέσει τα πτερύγια σε αρνητική γωνία προσβολής, αντιστρέφεται η φορά της προωθητικής δύναμης του έλικα και έτσι υπάρχει επιβράδυνση.
ΣΤ) Άγκιστρο Ανάσχεσης (Arresting Hook)
Χρησιμοποιείται στα αεροπλαναφόρα ενώ στα μαχητικά σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Είναι εγκατεστημένο στο κάτω οπίσθιο τμήμα της ατράκτου. Στα άκρα του διαδρόμου υπάρχουν εγκάρσια τοποθετημένα συρματόσχοινα ανάσχεσης που συγκρατούνται με ελαστικούς δίσκους, σε μικρό ύψος απο το διάδρομο. Έτσι σε περίπτωση ανάγκης, ο χειριστής κατεβάζει το άγκιστρο ανάσχεσης το οποίο "πιάνεται" στο συρματόσχοινο ανάσχεσης και έτσι το αεροσκάφος επιβραδύνεται. Το συρματόσχοινο ανάσχεσης είναι συνδεδεμένο με ιμάντες σε μηχανισμό επιβράδυνσης, εγκατεστημένο πλευρικά του διαδρόμου. Στα αεροπλανοφόρα, αποτελεί το βασικό επιβραδυντικό σύστημα. Σε περίπτωση ανάγκης κατά την οποία ένα μαχητικό αεροσκάφος, δεν έχει άγκιστρο ανάσχεσης, η επιβράδυνση γίνεται με ειδικά δίκτυα εγκατεστημένα στο τέλος του διαδρόμου κάθετα στο διάδρομο. Στην περίπτωση όμως αυτή, προκαλούνται σοβαρές βλάβες στη δομή του αεροσκάφους!
Κλείνοντας λοιπόν, είδαμε όλα τα slowing down συστήματα που έχει στη διάθεσή του ένα αεροσκάφος κατά τη φάση της προσγείωσης.
Τέλος, το video που ακολουθεί δείχνει τι μπορεί να συμβεί σε ένα αεροσκάφος το οποίο προσπαθεί να επιβραδυνθεί μόνο με χρήση των brakes.
Δείτε το:
(Airbus A380-800)
Βιβλιογραφία: 1) "Συστήματα Αεροσκαφών", Γεώργιος Καρακιόζογλου, Εκδόσεις: Ζαμπάρα
2) http://www.airliners.gr/community/viewtopic.php?t=6149
3) https://en.wikipedia.org/wiki/Thrust_reversal#/media
/File:Thrust_levers_of_a_Boeing_747-8.jpg
4) http://www.videoman.gr/82654
Άν ναι... και νομίζετε πως σταματά με τα φρένα των τροχών του και μόνο! τότε καλό θα είναι να το ξανασκεφτείται.
Άς δούμε το γιατί:
Πάρτε για παράδειγμα ένα μεσαίο επιβατηγό αυτοκίνητο. Φορτώστε το 1500 κιλά (άτομα + αποσκευές +...) και καθώς πηγαίνετε με 140 km/h, προσπαθήστε να επιβραδύνετε άμεσα μέχρι τα 40 km/h. Πιστεύετε θα σταματήσει ικανοποιητικά; και άν ναί σε πόσο χρόνο και σε πόση απόσταση; και τέλος, σε τι κατάσταση θα είναι τα φρένα μετά;
Κάπως έτσι, λειτουργεί και το σύστημα πέδησης στο αεροσκάφος. Υπάρχει ναι μεν για να επιβραδύνει και να ακινητοποιεί το αεροσκάφος αλλά για μικρές ταχύτητες!
Άς δούμε πιο αναλυτικά, ποιά είναι τα συστήματα επιβράδυνσης ενός αεροσκάφους:
Α) Φρένα τροχών (brakes)
Αποτελούν το βασικό σύστημα πέδησης και είναι το κύριο σύστημα απόσβεσης της κινητικής ενέργειας όλων των αεροσκαφών στη φάση της προσγείωσης και το μοναδικό σύστημα επιβράδυνσης μέχρι την ακινητοποίηση ενός αεροσκάφους. Για παράδειγμα ένα Boeing 777, που έχει 6 τροχούς σε κάθε πλευρά, έχει συνολικά 12 φρένα. Λειτουργούν με υδραυλική πίεση και συνήθως κατασκευάζονται απο ατσάλι και άνθρακα. Ο πιλότος έχει 2 πετάλ για τα φρένα. Ένα αριστερό, για τα φρένα της αριστερής πλευράς και ένα αντίστοιχα δεξί για της δεξιάς πλευράς, αναλόγως τη εκτροπή θέλει να δώσει. Με ταυτόχρονο πάτημα και των 2 πετάλ, παρέχεται σταθερή πίεση και στα δύο και έτσι το αεροσκάφος φρενάρει ίσια, χωρίς να εκτρέπεται. Τα φρένα στην προσγείωση (σχεδόν πάντα), έχουν αυτόματες προεπιλογές πέδησης. Οι πιλότοι συνήθως τα χρησιμοποιούν μόνοι τους σε χαμηλότερες ταχύτητες.Επειδή αποτελεί ένα σημαντικό κομμάτι στη μελέτη των συστημάτων ενός αεροσκάφους, περιέχοντας πολλές κατηγορίες και τύπους, θα αναλυθεί διεξοδικά σε επόμενη ανάρτηση.
Β) Αερόφρενα (airbrakes)
Αποτελούν, μετά τα φρένα, το δεύτερο σημαντικότερο υποβοηθητικό σύστημα πέδησης. Τα αερόφρενα μετά την προσγείωση σηκώνονται για να πέσει το βάρος του αεροπλάνου στους τροχούς και τα φρένα να είναι ποιό αποτελεσματικά. Αξίζει να σημειωθεί, πως προσγείωση χωρίς χρήση των αερόφρενων αυξάνει δραματικά το απαιτούμενο μήκος προσγείωσης, ακόμη και κατά 50% !!! Στην κατηγορία των airbrakes, συμπεριλαμβάνονται και οι φθορείς άντωσης.
Γ) Ανάστροφη ώση (Thrust Reverses)
Χρησιμοποιείται σε πολλά σύγχρονα αεροσκάφη με στροβιλοκινητήρα. Μπαίνει σε λειτουργία μετά την επαφή των τροχών με το διάδρομο προσγείωσης. Τι κάνει στη πράξη; Μεταβάλει τη φορά της ώσης του στροβιλοκινητήρα κατά 180 μοίρες. Η ανάστροφη ώση ενός στροβιλοκινητήρα είναι της τάξης του 40% έως 50% της ώσης απογείωσης. Σε μερικά αεροσκάφη, όπως το DC-8 και το C-5, οι αναστροφείς ώσης είναι ενσωματωμένοι στους κινητήρες και μπορούν να αξιοποιηθούν και ως airbrakes. Στα πολιτικά αεροσκάφη, θεωρείται ένα σύστημα 'must', αφού διασφαλίζει μεγάλη επιβράδυνση, αυξημένη αξιοπιστία και χαμηλό κόστος συντήρησης. Λόγω όμως του αυξημένου βάρους, σαν σύστημα, πολύ λίγα μαχητικά αεροσκάφη το έχουν εγκατεστημένο. Δηλαδή, τα thrust reversers ενεργοποιούνται κατά την προσγείωση και κατά την ματαίωση της απογείωσης. Ποτέ στον αέρα (πλήν ελαχιστοτάτων εξαιρέσεων κάποιων "μυστηρίων" τύπων αεροσκαφών). Κάθε κινητήρας έχει την δικιά του μανέτα. Πίσω από την κάθε μανέτα υπάρχει η μανέτα reverse thrust. Στην φωτογραφία:
 |
| Reverse thrust levers forward of the main levers, seen on a Boeing 747-8 |
 | |
| Type 1 |
 |
| Type 2 |
Δ) Αλεξίπτωτα Οπισθέλκουσας / Αλεξιπροχώρια (Drag Parachutes)
Το βρίσκουμε σε μαχητικά αεροσκάφη κυρίως. Είναι εγκατεστημένο στο οπίσθιο τμήμα της ατράκτου και ουσιαστικά μειώνει τη διαδρομή τροχοδρόμησης στη φάση της προσγείωσης. Ενεργοποιείται απο το χειριστή και χρησιμοποιείται σε αεροσκάφη με τρίκυκλο Σ/Π (=σύστημα προσγείωσης) με ριναίο τροχό. Αποτελεί λύση για ταχύτητες προσγείωσης μεγαλύτερες των 70 knots και η επιβράδυνση που δημιουργεί στο αεροσκάφος είναι απο 0,2g έως 0,35g.
Ε) Αναστροφή Βήματος Έλικας (Propeller Pitch Inversion)
Χρησιμοποιείται στα ελικοφόρα αεροσκάφη και ουσιαστικά μεταβάλει τη γωνία προσβολής των πτερυγίων του έλικα. 'Ετσι, όταν ο χειριστής θέσει τα πτερύγια σε αρνητική γωνία προσβολής, αντιστρέφεται η φορά της προωθητικής δύναμης του έλικα και έτσι υπάρχει επιβράδυνση.
ΣΤ) Άγκιστρο Ανάσχεσης (Arresting Hook)
Χρησιμοποιείται στα αεροπλαναφόρα ενώ στα μαχητικά σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Είναι εγκατεστημένο στο κάτω οπίσθιο τμήμα της ατράκτου. Στα άκρα του διαδρόμου υπάρχουν εγκάρσια τοποθετημένα συρματόσχοινα ανάσχεσης που συγκρατούνται με ελαστικούς δίσκους, σε μικρό ύψος απο το διάδρομο. Έτσι σε περίπτωση ανάγκης, ο χειριστής κατεβάζει το άγκιστρο ανάσχεσης το οποίο "πιάνεται" στο συρματόσχοινο ανάσχεσης και έτσι το αεροσκάφος επιβραδύνεται. Το συρματόσχοινο ανάσχεσης είναι συνδεδεμένο με ιμάντες σε μηχανισμό επιβράδυνσης, εγκατεστημένο πλευρικά του διαδρόμου. Στα αεροπλανοφόρα, αποτελεί το βασικό επιβραδυντικό σύστημα. Σε περίπτωση ανάγκης κατά την οποία ένα μαχητικό αεροσκάφος, δεν έχει άγκιστρο ανάσχεσης, η επιβράδυνση γίνεται με ειδικά δίκτυα εγκατεστημένα στο τέλος του διαδρόμου κάθετα στο διάδρομο. Στην περίπτωση όμως αυτή, προκαλούνται σοβαρές βλάβες στη δομή του αεροσκάφους!
Κλείνοντας λοιπόν, είδαμε όλα τα slowing down συστήματα που έχει στη διάθεσή του ένα αεροσκάφος κατά τη φάση της προσγείωσης.
Τέλος, το video που ακολουθεί δείχνει τι μπορεί να συμβεί σε ένα αεροσκάφος το οποίο προσπαθεί να επιβραδυνθεί μόνο με χρήση των brakes.
Δείτε το:
Βιβλιογραφία: 1) "Συστήματα Αεροσκαφών", Γεώργιος Καρακιόζογλου, Εκδόσεις: Ζαμπάρα
2) http://www.airliners.gr/community/viewtopic.php?t=6149
3) https://en.wikipedia.org/wiki/Thrust_reversal#/media
/File:Thrust_levers_of_a_Boeing_747-8.jpg
4) http://www.videoman.gr/82654
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου