Как приземляются самолёты: катастрофы и происшествия

Сразу хочется оговориться, что данная статья ни в коей мере не имеет своей целью заразить кого-либо аэрофобией. Серьезные авиационные происшествия, тем более с жертвами, мгновенно попадают в заголовки мировых новостей, и это лучшее свидетельство тому, что авиатранспорт отличается высокой степенью безопасности: катастрофа самолета — событие редкое и не рядовое. Тем интереснее разобраться в том, что происходит, когда ни напичканная электроникой современная авиатехника, ни высокая квалификация экипажей не спасают от ситуаций вроде той, что несколько лет назад испортила предновогоднее настроение жителям нашей страны. Речь идет о гибели лайнера Ту-204 — того, что 29 декабря 2012 года не смог погасить скорость после посадки, выкатился за пределы полосы, пробил ограждение аэродрома и разрушился с частичным выносом обломков на Киевское шоссе. Выкатывание самолета за пределы полосы — одна из самых распространенных в мире причин авиакатастроф (то есть авиапроисшествий с человеческими жертвами), порой его называют «убийцей номер один» в гражданской авиации. По статистике IATA (International Air Transport Association), примерно 24% погибших приходится на этот вид происшествий.

Как тормозят самолеты

Не только у автомобилей есть тормоза. Ими оснащены и самолеты, ведь при посадке они могут развивать довольно высокую скорость, а у посадочной полосы есть предел. Поэтому, как ни крути, без тормоза не обойтись. Видов торможения существует несколько, и все они применяются на разных типах летательных аппаратов. Как тормозят самолеты при посадке?

• Уменьшением мощности двигателей. Пилот просто снижает обороты, и самолет постепенно останавливается без дополнительной помощи. Но этот способ возможен только на длинной посадочной полосе.
• Изменение балансировочного положения.
• Торможение за счет увеличения лобового сопротивления. Обычно оно достигается при помощи спойлеров, которые выдвигаются после команды летчика.
• Реверсивное торможение. В двигателе самолета включается обратная тяга, которая направлена против движения летательного аппарата.
• При помощи тормозов на шасси. Как и у автомобилей, они бывают нескольких видов: колодочные, дисковые и барабанные.
• Специальный парашют также может обеспечить торможение самолета при посадке.

Тормозим в воздухе

Прежде чем говорить о причинах этих прискорбных событий, стоит немного остановиться на технической стороне вопроса, вкратце рассказать о том, какие у современного пассажирского лайнера есть возможности для своевременного и управляемого гашения скорости. Когда самолет находится в воздухе, есть лишь два основных способа снизить скорость лайнера: убрать газ, снизив мощность двигателей, и увеличить лобовое сопротивление. Для решения последней задачи существует несколько специализированных приспособлений. Опытные авиапутешественники знают, что крыло имеет большое количество движущихся частей, которые (за исключением элеронов — воздушных рулей крена) объединяются в понятие «механизация крыла». Отклоняющиеся под разными углами панели, которые отвечают за увеличение лобового сопротивления (а также снижение подъемной силы крыла), называются спойлерами. В отечественной авиационной литературе их принято подразделять на собственно спойлеры, интерцепторы и элерон-интерцепторы, в результате чего между этими понятиями возникает путаница. Как нам пояснили в одной из российских авиакомпаний, более правильным сегодня считается общий термин «спойлеры», которые на современных самолетах работают в трех режимах.

Первый режим — режим воздушных тормозов (speed brakes). Используется для уменьшения скорости полета и/или увеличения вертикальной скорости снижения. Управляет этим режимом пилот, перемещая штурвал или рукоятку на нужный угол, при этом отклоняются не все спойлеры, а лишь часть из них.

Второй режим — это совместная работа с элеронами для улучшения характеристик управления по крену (roll spoilers). Отклонение происходит автоматически на углы до семи градусов при соответствующем движении штурвала (ручки управления) по крену, причем отклоняются только внешние (те, что дальше от фюзеляжа) или только внутренние спойлеры (это зависит от конструкции конкретного типа воздушного судна).

Никаких выдающихся конструктивных особенностей у колес шасси и системы их торможения нет. Почти все как в хорошем автомобиле: дисковые тормоза и система, предотвращающая движение юзом.

Наконец, третий режим — наземного торможения (ground spoilers) — представляет для нас наибольший интерес. В этом режиме автоматически отклоняются все спойлеры на максимальный угол, что приводит к резкому снижению подъемной силы. После того как машину фактически перестает держать воздух, возникает эффективная нагрузка на тормозные колеса и начинается торможение с автоматом растормаживания. Этот автомат, называемый антиюзом, фактически не что иное, как антиблокировочная система, функционально аналогичная той, что в наши дни устанавливают на автомобили: ABS пришла из авиации.

Виды самолетов

В авиации можно выделить два типа самолетов: гражданские и военные. Они сильно отличаются по устройству, поэтому и тормозные системы у них разные. Также способ торможения зависит и от веса самолета. Среди военных самолетов можно выделить истребители, перехватчики, бомбардировщики. Они имеют небольшой вес и размер, поэтому чаще всего тормозят с использованием тормозного парашюта, который позволяет быстро остановить летательный аппарат. Дополнительно в них используются тормоза на шасси. Пассажирские же лайнеры обычно используют тормоза на шасси, а также реверсивное торможение двигателя. Что это такое?

Что такое реверс тяги

Реверс тяги двигателя редко применяют на маленьких самолетах: в основном им комплектуют пассажирские лайнеры. Сам по себе реверс нужен для направления воздушной струи по направлению по или против движения самолета. Реверс обратной тяги двигателя как раз и служит для торможения и для экстренного снижения. Чаще всего он применяется уже после того, как самолет пошел на посадку и коснулся колесами поверхности. Иногда реверс используется и для обратного хода, но крайне редко. Но бывают еще и реактивные самолеты. Как устроен самолет с реактивным двигателем? Если для реверса в обычном самолете достаточно закрыть заслонку, чтобы воздух пошел в другом направлении, то в реактивных двигателях существуют специальные ковшевые створки, которые перенаправляют воздушный поток.

Есть куда стремиться

Инциденты с выкатыванием за пределы взлетно-посадочной полосы случаются в разных странах и на разных континентах, но все же некоторая социально-географическая зависимость просматривается. Согласно исследованиям, чаще всего подобные инциденты происходят в Африке, далее следуют Южная и Центральная Америка, затем Азия. В развитых странах такие происшествия случаются менее чем одно на два миллиона посадок. Лучше всего дело обстоит в Северной Америке, и это при колоссальном воздушном движении в небе над США. В этом, собственно, нет ничего удивительного: в развивающихся странах больше старой авиатехники, она хуже обслуживается, там много плохо оборудованных аэропортов и устаревшее навигационное оборудование, да и технологическая дисциплина ниже. Все это в какой-то степени можно сказать и об авиационном хозяйстве России, да и случаи выкатывания, в том числе с жертвами, у нас не так редки. Но скорее бы уж покинуть эту компанию аутсайдеров.

Преимущества и недостатки реверса

Реверс тяги двигателя самолета имеет свои плюсы и минусы. К преимуществам можно отнести то, что он позволяет замедлить самолет в тот момент, когда тормоза на шасси еще не работают. С его помощью можно не только тормозить, но и двигаться в обратном направлении. При помощи реверса в случае необходимости можно быстро свернуть на нужную дорожку, включив его только на одном из двигателей. На этом все плюсы заканчиваются. Эффективность обратного реверса двигателя составляет всего 30%. Поэтому на пассажирских самолетах также часто используют и другие способы торможения. В совокупности с ними есть гарантия того, что самолет точно остановится: если не с использованием одного, так при помощи другого устройства. Да и вес устройства слишком большой, именно поэтому его используют только на больших лайнерах, которые могут похвастаться хорошей грузоподъемностью. К недостаткам реверса относится также и его поведение при небольшой скорости самолета. Когда она снижается до 140 и менее км/ч появляется большая вероятность поднятия с воздуха различного мусора, который затем может попасть в двигатели.

Ссылки

• (англ.) Проверка работы реверсивных устройств Learjet 60.
• (рус.) «Реверс-ликбез». Фотографии различных моделей реверсивных устройств.
• (англ.) Посадка Ил-86 на мокрую полосу. Облака влаги хорошо иллюстрируют работу реверса. Панорамный вид.
• (англ.) Посадка Boeing-747 на мокрую полосу. Облака влаги хорошо иллюстрируют работу реверса с перекрытием внешнего контура. Вид из самолёта.
• (англ.) Посадка Boeing-737. Иллюстрация работы реверса с перекрытием обоих контуров. Вид из самолёта.
• (англ.) Полная остановка McDonnell Douglas C-17 с включённым реверсом вызвала попадение мусора в двигатель и его повреждение.
• (англ.)
• (англ.) Иллюстрация работы реверса на рулении. Самолёт движется назад.

Если вы хотите почитать о реверсе тяги двигателя самолета, то я рекомендую обратить внимание на свежую статью на эту тему. Она написана 30.03.13 и располагается на этом сайте в той же рубрике под названием «Еще раз о реверсе тяги… Чуть подробнее… :-)», то есть . А эта статья (где вы сейчас находитесь) на мой взгляд уже не отвечает взыскательным запросам, как собственно моим, так и моих читателей. На сайте, однако, она останется, так что, если хотите, можете обратить внимание и на нее… Разве что для сравнения:-)…

Работа реверса при посадке А-321.

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 махины. К тому же если условия контакта (трения) между шинами колес шасси и бетонной полосой не очень хорошие (например, если полоса мокрая во время дождя), то торможение будет еще хуже.

Однако, существуют еще два способа. Первый – это тормозной парашют . 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, можно сказать, валом:-).

Работа реверса (створки) на аэробусе А-319 компании JeasyJet.

Второй способ в этом плане значительно более удобен. Это реверс тяги

двигателя на самолете. Принципиально это достаточно простое устройство, которое создает обратную тягу, то есть направленную против движения самолета, и тем самым его тормозит.

Устройство реверса на ТРД. Видны гидроцилиндры управления реверсивными створками

Реверс тяги могут создавать винтовые самолеты с изменяемого шага (ВИШ ). Это делается путем изменения угла установки лопастей винта в такое положение, когда винт начинает «тянуть» назад. А на реактивных двигателях это делается посредством изменения направления выходящей реактивной струи с помощью устройств реверса, чаще всего выполненных в виде створок, перенаправляющих реактивную струю. Так как нагрузки там многотонные, то створки эти управляются при помощи гидравлической системы.

Реверс на самолете Fokker F-100 компании KLM.

Основное применение реверса тяги – это торможение при пробеге. Но он может применяться и при экстренном торможении при необходимости прекращения взлета. Реже и не на всех самолетах этот режим может применяться при рулении на аэродроме для движения задним ходом, тогда отпадает необходимость в буксировщике. Очень характерен в этом плане шведский истребитель Saab-37 Viggen . Его эволюции можно посмотреть на ролике в конце статьи.

Истребитель Saab 37 Viggen.

Однако справедливости ради стоит сказать, что он чуть ли не единственный самолет, так легко разъезжающий задним ходом:-). И вообще реверс тяги на реактивных двигателях редко применяется на самолетах малого размера (). В основном он получил распространение на лайнерах коммерческой и гражданской авиации и на самолетах.

Стоит сказать, что на некоторых самолетах предусмотрено применение реверса тяги в полете (пример тому пассажирский самолет ATR-72 ). Обычно это возможно для экстренного снижения. Однако на такого рода режимы наложены ограничения и в обычной летной эксплуатации они практически не применяются.

Самолет ATR-72.

Самолета имеет, однако, при всех своих достоинствах и недостатки. Первое – это вес самого устройства. Для авиации вес играет большую роль и часто из-за него (а также из-за габаритов) устройство реверса не применяется на военных истребителях. А второе – это то, что перенаправленная реактивная струя при попадании на взлетную полосу и окружающий грунт способна поднимать в воздух пыль и мусор, который может попасть в двигатель и повредить лопатки компрессора . Такая опасность более вероятна при малых скоростях движения самолета (примерно до 140 км/ч ), при больших скоростях мусор просто не успевает долететь до воздухозаборника. Бороться с этим довольно сложно. Чистота взлетно-посадочной полосы (ВПП ) и рулежных дорожек – это вообще непроходящая проблема аэродромов, и о ней я расскажу в одной из следующих статей.

Самолет ЯК-42

Стоит сказать, что существуют самолеты, которые не нуждаются в устройствах реверса тяги реактивных двигателей. Это такие, как, например, российский ЯК-42 и английский BAe 146-200 . Оба имеют развитую механизацию крыла, значительно улучшающую их взлетно-посадочные характеристики. Особенно показателен в этом плане второй самолет. Он кроме механизации имеет хвостовые воздушные тормоза (щитки), позволяющие ему эффективно гасить скорость на снижении и после посадки на пробеге (вкупе с использованием интерцепторов). Надобность в реверсе отпадает, что делает этот самолет удобным к использованию в аэропортах, находящихся в черте города и поэтому чувствительных к шуму, а также имеющих крутую схему захода на посадку (например, Лондонский городской аэропорт).

Самолет BAe 146-200. Хорошо видны раскрытые тормозные щитки в хвосте.

Однако, такого рода самолетов все же не так много, а реверс тяги

уже достаточно хорошо проработанная система, и без нее сегодня немыслима работа аэропортов.

В заключение предлагаю вам посмотреть ролики, в которых хорошо видна работа механизмов реверса. Видно, как реверсированная струя поднимает с бетонки воду. Ну и, конечно, «задний ход» SAABа:-). Смотреть лучше в полноэкранном варианте:-)..

Фотографии кликабельны.

Да, там где я работаю сейчас — это подрядчик. ПРичем не только Боинга, но и Эирбаса, Бомбардье, АРЖ-21, Аугусты Вестланд и пр.

Fischer Advanced Composite Components. Сокращенно FACC.

Совместно с Гудричем мы сотрудничаем с Боинг по данному проекту и возможно будем сотрудничать по А350.

, выложил несколько описаний с картинками Думаю, поскольку не каждый здесь связан с авиацией, будет полезно поглядеть. А кто связан — интересно поглядеть, как он устроен на конкретно 787

Благодаря отличному поводу в виде выкатки новой модели Boeing 787 Dreamliner и информационной поддержке нашего батьки Нестора, у ряда товарищей давеча в общем и на Мечтолёте B-787 в частности. Понимаю, что ЖЖ могут читать совершенно разные люди с очень разным уровнем информированности и сфер интересов, поэтому ответ разобью на три части. Для тех, кто «в теме» , Translating Sleeve — это задняя часть мотогондолы с элементами реверса. Для новичков и тех, кому интереснее знать подробнее, постараюсь описать попроще. Если будет что-то не понятно – спрашивайте, а если написано слишком наивно, то не судите строго.Ну а для тех, кому не надо рассказывать про самолёт, но достаточно рассказать про реверс, можно просто прочесть заключительную часть моего опуса.

Что такое реверс?

Посадочная скорость современных лайнеров составляет около 200-240 км/ч, что конечно гораздо ниже крейсерской скорости, но все же довольно много для многотонных машин. На такой скорости еще эффективны аэродинамические рули управления и еще очень малоэффективны наземные средства контроля движения. При резко включеннном тормозе на такой скорости самолет не затормозит, а попросту «разуется» — разорвет покрышки колес шасси.
Такая ситуация весьма опасна для потери контроля положения самолета, что грозит фатальными последствиями (сход самолета с полосы , повреждение топливных баков , и т.д.). Для того, чтобы этого не произошло, на скоростях до 150-180 км/ч используются аэродинамические средства снижения скорости. Все они либо повышают лобовое сопротивление самолёта (посадочные щитки, аэродинамические тормоза, тормозные парашюты), либо создают обратную реактивную тягу (реверс двигателей), либо комбинируют эти средства.

Translating Sleeve Reverse Thrust on Boeing 787 Dreamliner. Part 3.

Как действует реверс?

В 60-70-е гг. реверс чаще всего конструировался как задняя часть мотогондолы, в виде двух «ковшей», попросту перекрывающих путь реактивной струе двигателя и направляющую ее в обратном направлении. Подобный реверс применялся в проектировании самолётов вплоть до 70-х (Фоккер-100, B737-200,Ту-154 и Ан-72/74). Очевидный плюс – простота конструкции. Минус – необходимость разработки «температуронагруженных» конструкций, дополнительной защиты смежных элементов (обшивок крыла или фюзеляжа).
В 80-е в связи с появлением большого количества двигателей с высокой степенью двухконтурности, такое конструктивное решение окончательно потеряло свою привлекательность. Новая концепция реверса не предполагает перекрытие первого «горячего» контура двигателя. Перекрывается только второй – «холодный» контур. При этом сама система реверса теперь спрятана внутри обтекателя, что существенно понижает вероятность повреждения ее посторонними предметами. Очевидно, что реактивная струя в данном случае работает на реверс не полностью, а только «вторым контуром». Однако, принцип такого реверса заключается не столько в прямом воздействии реактивной струи, сколько в создании перед самолётом своеобразной воздушной подушки, что сильно повышает аэродинамическое сопротивление самолёта и весьма эффективно тормозит самолёт на скоростях до 130 км/ч. Эта подушка хорошо видна на фотографиях посадки самолёта на мокрую полосу. Капли воды, поднятые с бетонки отлично визуализируют этот эффект.
Translating Sleeve Reverse Thrust on Boeing 787 Dreamliner. Part 4.
Как устроен реверс?
Мотогондола в целом на современных лайнерах состоит из воздухозаборника (Inlet Cowl), обтекателя вентилятора (Fan Cowl), и задней части мотогондолы, где расположен второй контур двигателя (Fan Duct) и непосредственно реверс (Reverse Thrust). Последний, равно как и обтекатель вентилятора состоит из двух половинок, способных раздвигаться для доступа к двигателю при эксплуатационно-ремонтных работах. Под термином Translating Sleeve в данном случае понимается наружный обтекатель второго контура, включающий в себя наружную обшивку и наружную обшивку второго контура двигателя (Outer Cowl, Outer Duct). С-17 , Ту-334 и Ан-148 и многих других самолётах, включая Дримлайнер.

Непосредственно Translating Sleeve самолёта Boeing 787 Dreamliner выглядит так.

Пассажирский лайнер, мчащийся на высоте 10 000 метров и преодолевающий многие сотни километров в час, должен однажды плавно погасить свою скорость до нуля, замерев на перроне аэропорта. Только тогда полет можно считать успешным. Увы, порой случается и так, что столь популярные в России аплодисменты пилотам после касания самолетом земли могут означать преждевременную радость. Нештатные ситуации после приземления — бич гражданской авиации.

Просто колеса Никаких выдающихся конструктивных особенностей у колес шасси и системы их торможения нет. Почти все как в хорошем автомобиле: дисковые тормоза и система, предотвращающая движение юзом.

Олег Макаров

Сразу хочется оговориться, что данная статья ни в коей мере не имеет своей целью заразить кого-либо аэрофобией. Серьезные авиационные происшествия, тем более с жертвами, мгновенно попадают в заголовки мировых новостей, и это лучшее свидетельство тому, что авиатранспорт отличается высокой степенью безопасности: катастрофа самолета — событие редкое и не рядовое. Тем интереснее разобраться в том, что происходит, когда ни напичканная электроникой современная авиатехника, ни высокая квалификация экипажей не спасают от ситуаций вроде той, что несколько лет назад испортила предновогоднее настроение жителям нашей страны. Речь идет о гибели лайнера Ту-204 — того, что 29 декабря 2012 года не смог погасить скорость после посадки, выкатился за пределы полосы, пробил ограждение аэродрома и разрушился с частичным выносом обломков на Киевское шоссе. Выкатывание самолета за пределы полосы — одна из самых распространенных в мире причин авиакатастроф (то есть авиапроисшествий с человеческими жертвами), порой его называют «убийцей номер один» в гражданской авиации. По статистике IATA (International Air Transport Association), примерно 24% погибших приходится на этот вид происшествий.

Как тормозят пассажирские самолеты

В пассажирской авиации во время посадки редко используется только одна система торможения самолета. Во время полета может случиться много внештатных ситуаций и для того чтобы благополучно посадить аппарат, у пилотов есть обычно несколько вариантов торможения. Что уж говорить о пассажирских лайнерах, где ответственность многократно возрастает. Да и большой вес самолета просто не позволяет тормозить только при помощью одного способа. Какие способы используют в гражданской авиации?

1. Тормоза, установленные на колесном шасси. Во время посадки самолет имеет все еще достаточно большую скорость, поэтому тормоза на шасси никогда не используются в качестве единственного способа остановки. Да и задействовать их можно только после того, как колеса коснулись посадочной полосы, а ведь скорость самолета нужно начать снижать еще до этого. Кроме того, сцепление с поверхностью может ухудшаться из-за погодных условий: мокрого или обледеневшего покрытия.
2. Реверс двигателя обычно дополняет первый способ торможения. Создавать реверс могут только самолеты с винтом изменяемого шага. Пилот просто меняет положение винта и его начинает «тянуть» в обратную сторону. На реактивных самолетах обратный реверс включается путем изменения положения специальных заслонок.
3. Вспомогательным способом торможения на пассажирских авиалайнерах считается использование специальных спойлеров, которые выдвигаются во время посадки. Они создают лобовое сопротивление, которое также помогает гасить скорость самолета.

Проблема торможения в современной авиации стоит довольно серьезно. Ведь самолеты уже давно развивают огромные скорости, а их масса чаще всего очень внушительна. Поэтому инженерам пришлось хорошо постараться перед тем, как придумать, как не только посадить, но и остановить «Боинг» или «Лайнер».

Не спешите на посадку!

Одной из главных причин выкатываний самолета за пределы ВПП считается так называемый нестабилизированный заход на посадку. Это понятие включает в себя полет на предпосадочной прямой на повышенных скоростях, с неправильным положением механизации крыла (речь идет прежде всего о закрылках), с отклонением от курса. Среди других причин можно назвать позднее применение колесных тормозов (постулат пилота — «не оставляй тормоза на конец полосы!»). Известны также случаи, когда пилоты получали неточные данные о состоянии ВПП и совершали посадку на скользкую полосу, рассчитывая сесть на сухую.

Что происходит, когда самолет движется по глиссаде с превышением заданной (обычно 220 км/ч) скорости? Обычно это означает перелет, касание полосы в нерасчетной точке (особенно если самолет пустой, как это было с Ту-204). Это уже само по себе составляет нештатную ситуацию, которая предполагает использование всех средств торможения, включая реверс, — «запаса» полосы уже нет. Но опасность заключается еще и в том, что лайнер даже после касания полосы продолжает двигаться с нерасчетной высокой скоростью, а чем выше скорость, тем выше подъемная сила крыла. Получается, что машина не катится по полосе, опираясь на нее, а фактически летит, касаясь полосы колесами. В этой ситуации могли не сработать датчики обжатия стоек шасси, которые по‑английски называются более понятным термином weight-on-weels (вес на колесах). Таким образом, с точки зрения автоматики, лайнер продолжает полет и не может выполнять такие чисто наземные операции, как включение реверса или выпуск спойлеров в режиме наземного торможения. А если после касания полосы спойлеры не выпустятся или уберутся, катастрофа практически неминуема. Более того, при слабом сцеплении колес с полосой автоматика антиюза будет растормаживать колеса, как она делала бы это на скользкой поверхности, чтобы избежать потери управления колесами. Тормоза будут работать исправно, но… тормозить они не будут. Ну и если полоса еще действительно скользкая, то шансы избежать выкатывания в описанном случае можно считать практически нулевыми. Последствия же выкатывания зависят от того, на какой скорости это происходит и что оказалось на пути самолета. Таким образом, обстоятельства, ведущие к катастрофе, могут нарастать лавинообразно, и отказ, скажем, реверса не может в данной ситуации иметь решающего значения.

Как следует из предварительных выводов МАК, катастрофа во Внуково развивалась по похожему сценарию, причем скорость лайнера во время выкатывания составляла 190 км/ч, всего на 30 км/ч меньше той скорости, на которой самолет должен был коснуться посадочной полосы. Отсюда трагический финал.

Аварийное торможение

В современном мире непросто обойтись без международных перелетов, которые зачастую занимаются не один час. Несмотря на весь прогресс цивилизации, число людей, страдающих от аэрофобии, только растет. Статистика уговаривает нас не бояться перелетов, ведь риск попасть в смертельное ДТП гораздо выше, чем разбиться на самолете. Но страхи редко оказываются обоснованными, поэтому многие продолжают летать, только выпив предварительно успокоительного. Но страхи можно уменьшить, если узнать лучше устройство самолета и то, как все в нем устроено на случай разных непредвиденных ситуаций. Если по какой-то причине у самолета отказал одна или несколько систем торможения, то существуют дополнительные аварийные способы, которые помогают остановить летательный аппарат даже в экстренных ситуациях.

Например, в случае экстренной посадки при поврежденных тормозах, на взлетно-посадочной полосе разливают подогретый мазут, который помогает снизить скорость. На маленький самолетах используется тормозной парашют, который выбрасывается после посадки и позволяет довольно быстро остановить его. Еще один способ торможения: торможение еще в воздухе за счет уменьшения тяги двигателя и увеличения лобового сопротивления. Как правило, торможение самолета не вызывает никаких проблем при посадке. А все причины серьезных авиакатастроф кроются в основном в неудачном стечение нескольких обстоятельств.

Реверс? Можно без него

Кроме спойлеров, самолет располагает еще двумя системами гашения скорости. Во‑первых, это уже упомянутые колесные тормоза. Они выполнены по дисковой схеме, причем для повышения износостойкости в них зачастую применяются диски не из стали, а из композиционных материалов (углепластика). Тормоза приводятся в действие гидравликой, хотя уже появились варианты с электрическими актуаторами.

И наконец, реверс — слово, столь часто звучавшее в связи с катастрофой во Внуково. В устройстве реверса тяги часть реактивной струи отклоняется с помощью приводимых в движение гидравликой створок. Таким образом, реактивная тяга уже не толкает самолет вперед, а, напротив, тормозит его. Так может ли быть неисправный реверс виновником катастрофы?

Ответ будет скорее отрицательным, ибо, как свидетельствует практика, единоличного «виновника» у серьезных авиапроисшествий в гражданской авиации вообще не бывает. Катастрофа — это всегда неудачное стечение нескольких обстоятельств, среди которых как технические факторы, так и человеческий. Дело в том, что устройство реверса тяги — это, по сути дела, система аварийного, нештатного торможения.

Западные типы самолетов, разумеется, оснащены устройствами реверса, но сертифицируются так, как будто его нет. Основное требование предъявляется к энергоемкости тормозов основных стоек шасси. Это означает, что при отсутствии ошибки пилотирования и при всех исправных системах самолет должен, не прибегая к реверсу, сесть на сухую полосу и без проблем погасить скорость, чтобы свернуть на рулежную дорожку. Более того, из-за повышенного уровня шума при отклонении струи во всех аэропортах Евросоюза применение реверса не разрешено при ночных полетах (23:00 — 06:00) за исключением плохого состояния ВПП и/или аварийной ситуации. Современные типы самолетов могут эксплуатироваться как с одним реверсом, так и вообще без них при условии достаточной длины ВПП, даже если она покрыта осадками. Иными словами, при стечении ряда неблагоприятных факторов, способствующих выкатыванию самолета за пределы ВПП, реверс может оказаться последней надеждой на благополучный исход. Но если откажет и он, вряд ли его можно будет считать единственной причиной авиапроисшествия.

Легкомоторные самолеты

Самолеты разных категорий могут довольно сильно отличаться друг от друга по техническим характеристикам и устройству. Поэтому не удивительно, что системы торможения на разных моделях также отличаются. Как устроен самолет и его система торможения? Чаще всего тормозят пилоты с использованием гидравлической системы тормозов. Вес легкомоторного самолета редко превышает полтонны, поэтому и дополнительные средства торможения вроде спойлеров на них устанавливают редко. На само шасси устанавливают дисковые тормоза, конструкция которых идентичная конструкции тормозов у автомобилей. При включении тормоза колодки вплотную прижимаются к шасси и создают механическое препятствие для его дальнейшего вращения. Задача пилота при этом – организовать такое давление, чтобы не повредить поверхность колеса, но при этом снизить скорость самолета. Как правило, этого способа торможения вполне достаточно, чтобы остановить летательный аппарат. В некоторых «кукурузниках» есть и реверсивное торможение, при помощи которого пилот также может управлять самолетом на посадочном поле. На маленьких аэродромах редко когда есть буксировочные машины, поэтому эта функция приходится очень кстати.

Как работает самолетный тормоз

Сегодня мы смотрим самолётный тормоз.

Тормоза разных самолётов очень похожи друг на друга и в части конструкции отличаются не сильно — в основном, способом присоединения к оси. Мы изучим тормоз от Airbus-320.

Тормоз может поставляться в разной транспортировочной упаковке; например, вот в такой:

Весит такая штука порядка 100 кг, из которых примерно 70 кг — сам тормоз.

Вот он во всей своей красе:

Как видно, тормоз — дисковый. Конкретно эта модель содержит четыре подвижных и пять неподвижных дисков.

Диски — карбоновые и имеют облицованные металлом прорези для соединения со шлицами колеса.

Перед установкой колесА диски выравниваются, и колесо своими шлицами надевается в эти пазы.

На колесе со внутренней стороны виден блестящий теплозащитный экран. При торможении самолёта тормоза могут нагреваться до 300 градусов и более, и экран помогает снизить нагрев диска колеса и шины.

Охлаждаются тормоза через отверстия в колёсных дисках либо естественным путём:

, либо на колесо может устанавливаться крышка с вентилятором для принудительного охлаждения:

Осевой вентилятор с приводом от электромотора внутри оси засасывает воздух снаружи

и прогоняет его через отверстия в колёсном диске далее, через тормозные диски, в сторону амортстойки.

Гидравлическая часть тормоза представлена корпусом гидроцилиндров.

Вот тут хорошо видно, что системы работают не одновременно:

Верхние гидроцилиндры имеют штуцеры для стравливания воздушных пробок после установки тормоза:

Гидрожидкость к коллекторам основной и альтернативной систем подводится через быстроразъёмные соединения:

Тормоз имеет два индикатора износа дисков — спереди и сзади.

После снятия тормоза по износу он направляется на переборку. Там его чистят, контролируют, и устанавливают новые диски.

Внизу тормоз имеет датчик температуры:

Крепятся тормоза на разных самолётах по-разному. На 737 Classic тормоз прикручивался болтами. Кажется, 12-ю. Каждый болт нужно было затягивать в два приёма — сначала тянуть один моментом за болты (не гайки) накрест, а потом — бОльшим моментом по кругу. То ещё удовольствие На 737 NG тормоз вообще роскошный. Он не прикручивается ничем — держится только за счёт прижатия колесом, а момент воспринимает здоровенный прямоугольный брус, торчащий из амортстойки. Тормоз при замене просто надевается на него. Тормоз на A320 находится на промежуточной стадии эволюции — он прикручивается всего тремя гайками.

Верхняя крепёжная гайка (показана стрелкой)

И под конец, как обычно, напугаю вас страшненьким Вот так выглядит нижняя часть амортстойки сзади:

Хочется сразу ответить и предупредить вопросы. Почему всё такое грязное. Шасси ВСЕГДА очень грязные. Эта мелкодисперсная пыль от износа карбоновых дисков вся летит сюда. Самолёт тормозит свои 60 тонн от 230 км/ч до нуля за минуту — что вы хотите? Налипает и просто пыль. Плюс сюда выдувает смазку. И иногда немного гидрожидкости. Так — на всех самолётах. Любых компаний. Я понимаю, что разбиваю ваши мечты о белоснежных лайнерах, но если вы хотите знать, как устроена матчасть на самом деле — то вот так она и устроена. Мир таков.

Те, кто не умер от правды жизни, заканчивают обучение. Амортстойка снизу:

В итоге темепратурка выплывает на нижнем, системном, дисплее ECAM.

Про торможение передних колёс. Основные тормозятся при уборке своими тормозами подачей гидрожидкости. Передние не тормозятся никак. Раньше на старых Airbus устанавливались в передней нише шасси на потолке натянутые ленты, о которые тормозились колёса после уборки; сейчас такого нет. На Boeing-737 на потолке передней ниши есть текстолитовые накладки для торможения колёс. Пожалуй, на этом про тормоза я закончу.

Источник

Истребители

Как тормозят при посадке самолеты военной авиации? Истребители и другие военные самолеты относятся к совершенно особой категории летательных аппаратов. Они обладают малым весом и способны развивать огромные скорости. В целом, способ торможения истребителей мало чем отличается от других самолетов. В них также используются спойлеры и тормоза. На большинстве самолетов установлены реактивные двигатели, которые обладают способностью обратной тяги, но эта функция используется редко. Если включить ее во время полета, то самолет просто может разорвать на куски. Да и после снижения в целом достаточно использовать только дисковые тормоза и спойлер. Например, истребитель США F/a-18 использует в качестве одной из тормозных систем спойлер-интерцептор, который поднимается над корпусом самолета во время снижения. Также у многих моделей крылья обладают множеством подвижных частей, которые могут изменять свое положения и снижать скорость самолета.

Но есть один способ торможения, который используется по большей части только на военных самолетах. Парашютно-тормозная установка обычно используется во время захода на ВЗП, на скорости от 180 до 400 км/ч. Это позволяет резко увеличить сопротивление воздуха, в результате чего самолет замедляется. Если парашют вылетает в начале полосы, когда скорость еще слишком большая, то возникает риск аварии, поэтому им пользуются уже после применения других способов торможения.

Посадка на воду

Посадка самолета на воду считается одним из самых благоприятных вариантов приземления при аварийной ситуации. При грамотных действиях вода смягчает удар и позволяет предотвратить серьезные повреждения. В истории авиации известны неоднократные примеры посадки на воду, в результате которых были спасены сотни людей. При посадке на воду пилот обычно выполняет следующие действия:

• Закрылки, шасси и спойлеры убирают, так как они будут только мешать приземлению.
• Двигатели переводятся на малые обороты.
• Превышение скорости при приземлении возможно на 20 км/ч, то есть скорость самолета составляет около 200 км/ч при соприкосновении с поверхностью.
• Нос самолета должен быть немного приподнят.
• При соприкосновении с водой самолет должен быть расположен максимально ровно, чтобы поверхность соприкосновения с водой была как можно больше.

Таким образом, при посадке самолета на воду пилоты не задействуют ни тормоза на шасси, ни реверс. Торможение производится за счет естественного сопротивления воды.

Использование реверса в воздухе

Некоторые самолеты (как винтовые, так и реактивные, военные и гражданские) допускают возможность включения реверса тяги в воздухе, при этом его использование зависит от конкретного типа воздушного судна. В ряде случаев реверс включается непосредственно перед касанием полосы; в других случаях — на снижении, что позволяет снизить вертикальную скорость торможением (при подходе по крутой глиссаде) или избежать превышения допустимых скоростей при пикировании (последнее применимо к военным самолетам); для выполнения боевых маневров; для быстрого экстренного снижения.

Так, в турбовинтовом авиалайнере ATR 72 реверс может быть ипользован в полёте (при снятии пилотом предохранительной пломбы); турбореактивный лайнер «Трайдент» также допускает реверс в воздухе для быстрого снижения с вертикальной скоростью до 3 км/мин (хотя эта возможность редко использовалась на практике); с той же целью мог быть включен реверс двух внутренних двигателей сверхзвукового лайнера «Конкорд» (только на дозвуковой скорости и при высоте ниже 10 км). Военно-транспортный самолет C-17A также допускает включение реверса всех четырёх двигателей в воздухе для быстрого снижения (до 4600 м/мин). Истребитель Сааб 37 «Вигген» также располагал возможностью реверса в полете для сокращения посадочной дистанции. Одномоторный турбовинтовой самолёт Pilatus PC-6 также может использовать реверс в воздухе при заходе по крутой глиссаде на короткие посадочные площадки.

Для примера использования реверса тяги в воздухе (непосредственно перед касанием полосы) можно привести выдержку из руководства по лётной эксплуатации самолёта Як-40 :

на высоте 6–4 м уменьшить режим работающим боковым двигателям до малого газа и начать выравнивание самолета, дав команду: Реверс.

Информация для тех, кто боится летать

Если вы прочитали эту статью, но все еще боитесь летать, то помочь вам могут простые знания, которые приоткрывают завесу тайны о полетах на самолете и его внутреннем устройстве.

• В каждом пассажирском самолете несколько реактивных двигателей. Таким образом, даже при отказе одного из них, вы гарантированно долетите до ближайшего аэропорта.
• Полет каждого судна контролируется диспетчерской службой, которая следит не только за погодой, но и за маршрутом борта.
• Больше всего людей пугает зона турбулентности. Так называемые «воздушные ямы» могут вызвать немалую панику среди пассажиров. Но не стоит переживать за сохранность крыльев и других частей. Они изготавливаются с расчетом на колоссальные нагрузки. Крыло самолета может сильно изогнуться, но не сломаться.
• Все системы имеют дублирующие программы, поэтому риск ошибки сведен к минимуму. У той же тормозной системы существуют запасные варианты, и это применимо ко всем основным частям самолета.
• В большинстве современных гражданских лайнерах полет осуществляется с использованием автопилота. В случае необходимости управление переходит в ручной режим, но человеческого фактора опасаться не стоит – все до предела автоматизировано.

Итоги

Посадка самолета – это самая сложная часть полета, которая подразумевает под собой большую ответственность. На ответ, как тормозят самолеты при посадке, нет однозначного ответа. Пилоту нужно проделать множество действий, от которых напрямую будет зависеть мягкость посадки. Чаще всего для остановки летательного средства задействуют не одну, а несколько систем торможения самолета, которые включаются последовательно друг за другом. Сначала пилот снижает обороты двигателя, что позволяет сократить скорость почти вдвое. Поэтому на посадку самолет заходит уже при скорости 200 км/ч. Затем выпускаются закрылки и доводятся до упора. После этого приходит черед тормозов на шасси, которые служат основным тормозом. Если взлетная полоса слишком короткая или произошла какая-то внештатная ситуация, то подключают реверс двигателя или парашют (в зависимости от вида самолета). Совокупность этих мероприятий позволяет остановить летательный аппарат даже в неблагоприятных условиях.