Tren de aterizare

Trenul de aterizare robust „tandem” al Antonov AN-225

Trenul de aterizare - în engleză „landing train” - este un sistem mecanic format dintr-un cadru de obicei retractabil și montat pe roți care susține o aeronavă atunci când nu este în zbor și care este utilizat pentru manevrele de decolare și aterizare și pentru cei de pe pamantul.

De obicei compus din roți fixate de amortizoare , poate monta în schimb schiuri speciale pentru operațiuni pe suprafețe înzăpezite sau înghețate și plutitoare pentru operațiuni pe suprafețe de apă, ca în cazul hidroavioanelor . Multe elicoptere folosesc în schimb un sistem format din derapaje care vă permit să atingeți solul aproape oriunde, dar îngreunează deplasarea elicopterului atunci când acesta nu este în zbor.

Tipuri de căruță

Cărucior fix

Detaliu roata coada unui DH.82 Tiger Moth

Acest tip de tren de aterizare este fixat sub fuzelaj sau aripile aeronavei: generează multă rezistență aerodinamică, dar este mai puțin greu și nu necesită nivelul de întreținere necesar trenului de aterizare retractabil. Este de obicei utilizat în aeronavele mici, deoarece în majoritatea cazurilor beneficiile de performanță nu justifică greutatea, costul și complexitatea crescute. Cu toate acestea, pilotul nu trebuie să-și facă griji cu privire la orice defecțiune a componentelor hidraulice ale sistemului de retragere / extracție al trenului de aterizare și, de asemenea, evită să fie sărit în timpul listei de verificare a aterizării.

Tren de aterizare retractabil

Tren de aterizare retractabil al Airbus A340 . Observați al treilea tren de aterizare în centrul fuselajului

Acest tip de tren de aterizare este retras în fuselaj sau în aripile aeronavei (în nacele speciale din elicoptere) și permite o reducere considerabilă a tracțiunii aerodinamice generate de un tren de aterizare fix. ^[1] Avioanele actuale, atât civile, cât și militare, au toate trenuri de aterizare retractabile; puținele excepții sunt reprezentate de aeronave mici utilizate în aviația generală. Această soluție constructivă are un avantaj evident din punct de vedere aerodinamic în ceea ce privește consumul și confortul (vibrații mai mici și zgomot în zbor), dar este și cea care implică o complicație constructivă considerabilă, costuri ridicate de construcție și funcționare și o întreținere constantă angajament. ^[1]

Un Macchi 202 cu tren de aterizare extins în timpul aterizării

Primele sisteme elementare de retragere nu au apărut decât în 1917 , dar abia la sfârșitul anilor 1920 și începutul anilor 1930 au început să se răspândească. Performanța s-a îmbunătățit atât de mult încât a justificat complexitatea sporită și greutatea suplimentară. Avioanele care au beneficiat cel mai mult au fost luptătorii , atât de mult încât la izbucnirea celui de- al doilea război mondial modelele care nu foloseau acest sistem erau învechite și erau ușor depășite în viteză și performanță de către cei care îl foloseau.

În timpul întreținerii aeronavei, pentru a asigura natura statică a cărucioarelor, este obișnuit să le blocați cu ajutorul unui știft atașat la un steag roșu sau portocaliu care poartă cuvântul ÎNLĂTURAȚI ÎNAINTE DE ZBOR (scoateți înainte de zbor), care are sarcina de a reamintind personalului repartizat la întreținere să scoată știftul înainte de zbor, astfel încât trenul de aterizare să se poată retrage în compartiment fără obstacole.

Sunt furnizate în mod obișnuit redundanțe multiple pentru a preveni ca o singură defecțiune să compromită întregul proces de extindere a căruciorului. Dacă camionul este acționat electric sau hidraulic, acesta poate fi alimentat de obicei în mai multe moduri. În cazul unei defecțiuni a sistemului de alimentare, este întotdeauna disponibil un sistem de extindere de urgență. Acest sistem poate lua forma unei manivele, a unei pompe acționate manual sau a unui sistem mecanic de cădere liberă care decuplează încuietorile și permite căderii trenului de aterizare din cauza gravitației. Unele aeronave de înaltă performanță pot fi, de asemenea, echipate cu un sistem de rezervă de azot presurizat.

Cărucior pentru biciclete

Douglas DC-3 avea un tren de aterizare clasic care a fost parțial retras în nacelele motorului

Se compune din doar două roți principale plasate în față sub fuselaj sau sub aripi, chiar în fața centrului de greutate și o roată din spate. Primele avioane au folosit un derapaj de aterizare în locul roții. Acest tip de tren de rulare, denumit mai bine din punct de vedere tehnic tricicla din spate sau tricicla roții din spate ^[1] , este denumit mai des tren de rulare convențional , deoarece este montat pe majoritatea modelelor de avioane timpurii, dar răspândirea generală a suprafețelor de aterizare asfaltate a însemnat că în zilele noastre cel mai răspândit tip este acum cel cu triciclă. ^[2]

Avantajul acestui tip de cărucior este că permite aterizarea și decolarea chiar și de pe pante semipreparate sau, în orice caz, nu în condiții optime: acest lucru se datorează faptului că roata din față a cărucioarelor triciclice nu este foarte rezistentă, spre deosebire de rezistență. datorită utilizării doar a două roți. În plus, acest sistem menține elicele departe de orice teren accidentat. Un alt avantaj este rezistența mai mică atât la sol, cât și în aerul a două roți în loc de trei. ^[2]

Atitudinea de tracțiune asumată de avioanele clasice ale trenului de aterizare atunci când sunt la sol implică unele dificultăți în faza de rulare din cauza vizibilității slabe înainte, chiar dacă unele trenuri de aterizare clasice se bucură de o vizibilitate mai mare decât unele tricicluri. Cu toate acestea, datorită acestei setări, cursa de decolare necesară este mai mică decât în cazul tricicletelor, deoarece aripa este deja la un unghi de atac destul de ridicat.

Cu toate acestea, cea mai mare dificultate constă în faptul că centrul de greutate se află în spatele trenului principal de aterizare și acest lucru duce la unele probleme:

atunci când se deplasează pe sol, dacă din cauza unei rafale de vânt sau din orice motiv avionul începe să se rotească, forța centrifugă aduce centrul de greutate spre exterior, restricționând tot mai mult raza de curbură, cu riscul, la viteze mari, de răstoarnă avionul. Deci, aceste avioane sunt foarte sensibile la vânturi;
la decolare, avionul începe cu nasul în sus și, ridicând viteza, trebuie să se poziționeze aproape în linie cu pista. Efectul giroscopic al motorului și al elicei tinde să întoarcă avionul spre stânga, ceea ce, combinat cu dificultatea controlului direcțional, face dificilă decolarea de pe pistele înguste;
la aterizare, dacă avionul atinge pământul puțin brusc și cu viteză mare, datorită poziției centrului de greutate coada este coborâtă, unghiul de atac crește, iar avionul reia zborul, parcă ar fi sărit. Prin urmare, este important să aterizați la viteza minimă de susținere, care corespunde vitezei cu care avionul atinge solul cu toate cele trei roți. În plus, o frânare prea bruscă riscă să răstoarne avionul frontal.

Tocmai din acest motiv, pilotarea unui avion cu un cărucior pentru biciclete este o sursă de mândrie pentru mulți piloți, dovadă a abilităților și abilităților lor în manevră; o aterizare în trei puncte bine executată este, prin urmare, un semn de mare experiență și precizie. De la sfârșitul celui de- al doilea război mondial , industriile producătoare au produs din ce în ce mai puține avioane de acest tip și, în consecință, există din ce în ce mai puțini piloți și instructori cu experiență. Acest tip de cărucior este, de asemenea, considerat ca un clasic, mai elegant din punct de vedere estetic.

Cărucior cu triciclu

Cărucior triciclu fix al unui Cessna 172

Se compune dintr-o roată din față plasată de obicei sub nas și două sau mai multe roți plasate ușor în spatele centrului de masă al aeronavei, sub fuzelaj sau sub aripi. În unele modele, angrenajul nasului este capabil să conducă pentru a facilita rularea și operațiunile la sol.

Cu acest tip de tren de aterizare este imposibil ca aeronava să se răstoarne, manevrele la sol sunt mai ușoare datorită vizibilității mai mari și a efectului de cuplu redus și fac ca aeronava să fie puțin mai vulnerabilă la vânturi. Poziția centrului de greutate face ca aeronava să fie mult mai stabilă în mișcările de la sol, deoarece tinde să îndrepte curbe prea strânse și nu permite aeronavelor să sară la aterizare. Majoritatea modelelor de transport de astăzi sunt echipate cu tren de aterizare retractabil cu triciclu. Pe de altă parte, micile motorizări de turism au unul fix.

Avioanele care aterizează la un unghi ridicat de atac sunt adesea echipate și cu o roată de coadă pentru a împiedica coada să atingă pista ( coada ): Concorde a fost echipat cu una retractabilă.

Acest tip de căruță a fost deja utilizat în unele dintre cele mai vechi mașini zburătoare, dar unele surse îl indică pe Waldo Waterman ca inventatorul căruței moderne pentru tricicluri în 1929 .

Cărucior tip "tandem"

În esență constă din două picioare, fiecare cu una sau mai multe roți, așezate în linie de-a lungul fuselajului, ca cele ale bicicletei. Această configurație este tipică pentru planorele și planorele mici cu motor, dar și pentru avioanele militare mari, cum ar fi Stratofortressul B47 și B52. Nu suferă de probleme speciale în manevrele la sol, ci în schimb ajută la menținerea direcției la decolare și aterizare, chiar și în prezența vânturilor transversale. Această configurație este utilizată mai ales atunci când nu este posibilă montarea căruciorului pe aripi din motive de amenajare sau pentru a nu ocupa spațiu din rezervoarele de combustibil, dar principalul său avantaj este acela de a permite crearea aripilor foarte flexibile (pentru din acest motiv, acest tip este montat și pe U2). ^[2]

Utilizări și modele

Tren de aterizare extins

Pe măsură ce mărimea și masa aeronavei au crescut, a fost necesar să se utilizeze cărucioare cu un număr mai mare de roți pe care să se distribuie greutatea, astfel încât să nu se depășească limita structurală (indicată de LCN, Numărul de clasificare a sarcinii ) a pistelor . Airbus A340 are un al treilea tren de aterizare poziționat în centrul fuselajului; Boeing 747 are în schimb cinci trăsuri: una sub nas și celelalte patru, fiecare cu patru roți, sub fuselaj și aripi.

Unele aeronave, pe de altă parte, folosesc un fel de tren de aterizare doar pentru a decola : de îndată ce este în zbor, este apoi eliberat și aterizarea are loc datorită derapajelor sau sistemelor similare. Astfel pot economisi spațiul, greutatea și complexitatea cerute de sistemul de retragere fără a sacrifica performanța prin utilizarea unui cărucior staționar. Exemple istorice sunt Messerschmitt Me 163 Komet și Messerschmitt Me 321 .

Un McDonnell Douglas AV-8B Harrier II

Un tip de tren de aterizare mai puțin obișnuit este cel al lui Hawker-Siddeley Harrier : are două roți principale în partea centrală a fuselajului, una în față sub nas și două roți mai mici în vârfurile aripilor, mișcate mai intern în ultima versiuni. O configurație similară a fost utilizată și în unele aeronave din anii 1950 , cum ar fi Lockheed U-2 , Myasishchev M-4 , Yakovlev Yak-25 , Yak-28 și Boeing B-47 Stratojet , deoarece a permis o mai bună utilizare a spațiului în fuselaj.

O soluție similară a fost adoptată și pentru Boeing B-52 Stratofortress , care are patru trepte de aterizare principale sub fuzelaj și două roți la vârfurile aripilor; în plus, toate roțile sunt capabile să direcționeze, favorizând alinierea trenului de aterizare la pistă și facilitând aterizarea în vânturi transversale.

Similare sunt și cărucioarele cu planor, care iau numele de cărucioare cu șină .

Cele mai rapide modele de aeronave sunt echipate cu motoare mici pentru a aduce roțile la viteza potrivită în momentul în care au lovit solul.

Componente ^[3]

Din examinarea operațiunilor, este evident că sarcinile camionului sunt multiple; de fapt, trebuie să permită:

1 parcarea aeronavei la sol;
2 mișcări ale aeronavei la sol;
3 curse la decolare;
4 aterizare.

Din examinarea acestor funcții derivă unele condiționări și indicații asupra proiectului pentru care unele elemente sunt esențiale, având în vedere tehnologia actuală. Astfel, proiectarea sistemului de cărucioare pentru o anumită aeronavă necesită atât componente ad hoc, cât și utilizarea componentelor standardizate, cu o importanță mai mare sau mai mică a celor două, în funcție de tipul de aeronavă și de utilizare.

Principalele componente standard sunt:

picioare;
organe de extracție / retracție și cinematică;
amortizor;
frână;
roată;
obosi.

Intr-adevar:

Pentru funcția 1 este necesar să existe un minim de trei puncte de contact cu solul și prezența picioarelor care ridică aeronava și elemente care permit izolarea picioarelor în sine și frecare pentru frânarea de parcare sunt necesare, cele mai frecvente sunt roțile din cauciuc și adesea frânează cu un mecanism de acționare lung (frână de parcare).
Pentru funcția 2, capacitatea de mișcare și manevră este necesară și, prin urmare, o face esențială, pe lângă picioare, funcția de direcție cu roți mobile și frânare, deci și frâne și anvelope. Căruciorul trebuie să asigure stabilitate atât în condiții statice, cât și în timpul deplasării aeronavei; de aceea trebuie să fie capabil să absoarbă rugozitatea solului fără a transmite forțe excesive atât pentru a limita sarcinile structurale, cât și pentru a îmbunătăți confortul oricărui pasager, prin urmare se adaugă amortizoare.
Funcția 3 necesită capacitatea de a varia unghiul de incidență al aeronavei într-o manieră controlată până la atingerea valorilor de decolare necesare pentru decolare; prin urmare, configurația geometrică trebuie să fie astfel încât să poată atinge unghiul de atitudine dorit fără interferența aeronavei cu solul. În plus, în timpul cursei, specificațiile funcției 2 (rulare) trebuie asigurate mai puternic (chiar și în cazul avortului), direcția, roțile și frânele sunt din nou implicate.
În cele din urmă, pentru funcția 4, este necesară capacitatea dispozitivelor de aterizare de a absorbi energia cinetică deținută de aeronavă în momentul contactului acesteia cu solul. Acest lucru se produce practic în două faze: într-o primă fază energia cinetică este absorbită și disipată (amortizoare și picioare), într-o a doua fază energia cinetică este eliminată pentru a asigura traiectoria dreaptă pe cale (frâne și direcție).

Pentru a îndeplini acest ultim scop, trenul de aterizare are nevoie de organe capabile să efectueze o muncă disipativă mare și să absoarbă cantități considerabile de energie în cursuri suficient de limitate, astfel încât specificațiile introduse de capacitatea de a permite aterizarea sunt de obicei cele mai împovărătoare și dimensiunile pe care cărucioarele trebuie să își asume pentru a suporta încărcăturile astfel încât să le facă deseori voluminoase. Acest lucru are ca rezultat o creștere notabilă a coeficientului de tracțiune al aeronavei, prin care un sistem de retragere a treptelor din interiorul aeronavei devine necesar în timpul zborului.

Picioare

Picioarele sunt partea structurală de susținere a căruciorului. De la primele modele rigide dintr-o singură piesă am trecut la cele din mai multe componente, atât cu alunecare axială (o parte intră în cealaltă), cât și cu „genunchiul”, și în cele din urmă cu ambele sisteme. La vehiculele mai grele, acestea iau configurația unui sistem real de picior, în care mai multe pârghii minore sunt conectate cu articulații articulate la portbagajul principal. Pentru numărul și poziția acestora, a se vedea paragrafele dedicate, aici se repetă doar faptul că, cu excepția aeronavelor tractate (în special planorele) care pot avea chiar și unul singur, numărul minim (și, prin urmare, de obicei cel ales pentru simplitate și ușurința) picioarelor este trei din motive evidente de stabilitate.

Materialele cu care sunt produse variază în funcție de greutatea și utilizarea aeronavei. Din oțelul care asigură rezistență, dar la o greutate ridicată, am ajuns la „Titanium 6-4” (Ti 6Al 4V), care singur reprezintă aproape 60% din volumul de producție. În ultimii ani, aliajele de titan „Ti 10-2-3” (Ti 10V 2Fe 2Al) și „Ti 5-5-5-3” (Ti 5 Va 5Mo 5Al 3Cr) au găsit din ce în ce mai multe aplicații, în special în cărucioarele celui mai mare avion cu corp larg. Au fost introduse materiale noi și în sectorul siderurgic, precum AerMet100 și AF1410, care au înlocuit parțial 300M și 4340. ^[4]

Amortizoare ^[5]

Amortizoarele sunt componenta principală a căruciorului și au funcția de a absorbi energia în timpul deformării lor, returnând doar o parte din acesta și disipând restul. Există amortizoare care utilizează diferite principii: arcuri metalice elastice axiale sau de îndoire, arcuri și elemente de frecare, arcuri lichide, tampoane de cauciuc, sisteme pneumatice etc; amortizorul oleopneumatic este cel mai des întâlnit, în special la aeronavele mari, având în vedere cele mai bune performanțe obținute pentru aceeași greutate. ^[2]

Într-un amortizor oleopneumatic coexistă o cameră în care gazul este comprimat și două camere separate prin orificii prin care se trage ulei.

Elementul gazos al amortizorului stochează energie și este capabil să returneze cea mai mare parte a acesteia (tot ceea ce nu este dispersat în căldură); forțele asociate cu compresia gazului depind de variațiile în lungimea acumulatorului.
Elementul hidraulic al amortizorului, pe de altă parte, creează forțe disipative legate de viteza de deformare a acumulatorului.

Schematic, amortizorul poate fi considerat un cilindru cu piston mobil, pe a cărui tijă se află roata; în cilindru se află lichidul care, în condiții statice, se află în echilibru de presiune cu un acumulator de gaz; în timpul mișcării pistonului lichidul curge printr-o restricție și presiunea asupra pistonului este suma presiunii statice a acumulatorului și a presiunii dinamice datorate căderii de presiune.

Forța de reacție a unui amortizor oleo-pneumatic.

Componenta statică urmează un adiabatic și este curba de concavitate ascendentă (în diagramă este linia galbenă) în funcție de $\delta$ ${\ displaystyle \ delta}$ $\ delta$ adică zdrobirea amortizorului, cu asimptotă pentru $\delta ={\frac {V_{0}}{A}}$ ${\ displaystyle \ delta = {\ frac {V_ {0}} {A}}}$ $\ delta = \ frac {V_0} {A}$ (apropiindu-se de compresia maximă, gazul face teoretic o reacție infinită). Componenta de viscoză (culoare albastru deschis) are o tendință legată de cea a primului derivat ${\frac {d{\delta }}{dt}}$ ${\ displaystyle {\ frac {d {\ delta}} {dt}}}$ $\ frac {d {\ delta}} {dt}$ , care este aproximativ o curbă de clopot cu valori zero pentru zero și aplatizare maximă. Suprapunerea celor două efecte are ca rezultat curba de sumă a celorlalte două (culoare verde). Ajuns la zdrobirea maximă, începe întoarcerea spre poziția de echilibru static, pe care îl atinge cu câteva oscilații. Componenta vâscoasă, după cum se poate observa, este ridicată și contribuie substanțial nu numai la amortizarea mișcării oscilatorii a aeronavei datorită reacției elastice a gazului, ci și la reducerea cursei. După cum sa menționat deja, cele mai severe condiții de încărcare pentru trenul de rulare sunt la aterizare.
Lucrarea L efectuată de membrii căruciorului este exprimată printr-o funcție de tipul:

L=\int _{0}^{\Delta }Rd{\delta }

{\ displaystyle L = \ int _ {0} ^ {\ Delta} Rd {\ delta}}

L = \ int_0 ^ {\ Delta} Rd {\ delta}

unde este $R.$ ${\ displaystyle R}$ $R.$ este reacția la sol, $\delta$ ${\ displaystyle \ delta}$ $\ delta$ cursa e $\Delta$ ${\ displaystyle \ Delta}$ $\ Delta$ cursa maximă. Această lege are valabilitate generală, iar forța va avea o tendință care depinde de elementul utilizat în cărucior pentru a absorbi energia: cu un element perfect elastic neîncărcat, am avea $R=k\delta$ ${\ displaystyle R = k \ delta}$ $R = k \ delta$ , când este preîncărcat $R=R_{0}+k\delta$ ${\ displaystyle R = R_ {0} + k \ delta}$ $R = R_0 + k \ delta$ ; cu un element perfect rigid-plastic $R=cost.$ ${\ displaystyle R = cost.}$ $R = cost.$ Cu un element oleopneumatic, progresul reacției $R.$ ${\ displaystyle R}$ $R.$ ca o funcție a $\delta$ ${\ displaystyle \ delta}$ $\ delta$ este reprezentată în grafic.
În orice caz, munca poate fi exprimată $L$ ${\ displaystyle L}$ $L$ de asemenea, cu o expresie ca:

L=\eta {R_{MAX}}\Delta

{\ displaystyle L = \ eta {R_ {MAX}} \ Delta}

L = \ eta {R_ {MAX}} \ Delta

unde este $R_{MAX}$ ${\ displaystyle R_ {MAX}}$ $R_ {MAX}$ este reacția maximă realizată, prin urmare:

\eta ={\frac {L}{R_{MAX}\Delta }}

{\ displaystyle \ eta = {\ frac {L} {R_ {MAX} \ Delta}}}

\ eta = \ frac {L} {R_ {MAX} \ Delta}

reprezintă performanța amortizorului: acesta este egal cu 0,5 pentru un element elastic, este mai mic de 0,5 pentru elementele pneumatice, este mai mare de 0,5 pentru elementele din cauciuc și pentru elementele elastice preîncărcate; poate atinge valori de 0,9 ÷ 0,95 cu amortizoarele oleopneumatice.

Roți

Proiectarea roții aeronavei este legată de necesitatea de a conține frâna și de a monta anvelopa, asigurând întotdeauna cel mai mic volum și greutate posibil. Datorită dimensiunii și rigidității anvelopelor actuale, roata este realizată din două jumătăți înșurubate împreună, fabricate în mod obișnuit din aliaje de aluminiu sau magneziu. Uneori este echipat cu știfturi termosensibile care, dacă temperatura locală atinge o valoare limită, determină scăderea presiunii pneurilor. Există, de asemenea, acoperiri izolante pentru a împiedica răspândirea căldurii din frâne pe anvelope. Numărul de roți pe picior și dispunerea lor variază în funcție de variabile precum greutatea și ridicarea aeronavei, tipul de piste utilizate, utilizarea pe aceste piste. ^[1]

Anvelope

Anvelopele de aviație trebuie să poată rezista la sarcini dinamice foarte mari; efectul de ameliorare a stresului de strivire datorat greutății aeronavei și rulării, în special în timpul decolării și aterizării, este agravat în această ultimă fază de deformarea anvelopei care intervine în serie cu cea a amortizorului la contact . Chiar și în timpul celei mai liniștite rulaje, amortizorul are un comportament atât de rigid încât funcția de absorbție a rugozității solului este încredințată numai anvelopei. Anvelopele de aviație sunt, de asemenea, în mod evident supuse unei uzuri ridicate, parțial datorită rotirii în timpul contactului cu solul și parțial datorită frânării. Rezultă că, comparativ cu cele mai cunoscute anvelope radiale auto, anvelopele utilizate în boghiuri au: diferite niveluri de presiune adoptate, o rigiditate mult mai mare a talonului, un model mai simplu al benzii de rulare și o grosime mai mare. ^[5]

Anvelopa constă în principal din două părți: carcasa și banda de rulare. Carcasa este alcătuită din mai multe straturi de fir de nailon cauciucat, numite straturi, al căror număr depinde de sarcina care trebuie suportată. Acestea sunt ancorate de cablurile de oțel care formează așa-numitele tocuri , a căror sarcină este de a da rigiditate carcasei și de a o adera la jantă. Carcasa este acoperită cu un strat de cauciuc cu grosime variabilă, denumit banda de rulare, echipat cu o serie de caneluri pentru a permite prinderea chiar și pe o suprafață umedă, reducând fenomenul de hidroplanare. Presiunea de umflare corectă este esențială: • Un defect de presiune poate provoca uzură neregulată și tensiuni anormale pe întreaga structură din cauza încălzirii excesive. • Presiunea în exces reduce aderența la șină, face banda de rulare mai vulnerabilă la deteriorare și reduce elasticitatea carcasei, făcând-o vulnerabilă. Margelele, pentru cuplarea cu roata, conțin inele metalice de consolidare în jurul cărora ancorează fibrele carcasei. (corp de cablu) care constă dintr-un strat multistrat de fibre de nailon, întins de-a lungul unor direcții diferite, încorporat în cauciuc. ^[1]

După cum sa menționat deja, principalele sale funcții sunt de a asista amortizoarele la amortizarea sarcinilor verticale și de a asigura frecarea necesară pentru frânare și aderență laterală.

Forța normală Nm generată la contactul dintre anvelopă și sol este dată de produsul presiunii $p$ ${\ displaystyle p}$ $p$ pentru zona de contact $LA$ ${\ displaystyle A}$ $LA$ :

N_{m}=pA

{\ displaystyle N_ {m} = pA}

N_m = pA

Forța de frânare este dată de cuplul generat de garniturile de frână de pe roată, dar este încă aplicat în funcție de aderența cu solul. Dacă definim acum ca coeficient de frecare raportul dintre forța tangențială și forța normală a unei roți antrenate și frânate, se poate demonstra că acest coeficient depinde de o serie de factori: materialul și condițiile anvelopei, materialul și condițiile de pista, alunecarea longitudinală și viteza. Coeficientul de alunecare este apoi definit $k$ ${\ displaystyle k}$ $k$ , care măsoară cât de mult se rotește sau se rotește cauciucul și care este dat de raportul dintre viteza de alunecare $v_{sl}$ ${\ displaystyle v_ {sl}}$ $impotriva mea}$ și cea a aeronavei $v$ ${\ displaystyle v}$ $v$ :

k={\frac {v_{sl}}{v}}={\frac {{v}-{\omega {R_{r}}}}{v}}

{\ displaystyle k = {\ frac {v_ {sl}} {v}} = {\ frac {{v} - {\ omega {R_ {r}}}} {v}}}

k = \ frac {v_ {sl}} {v} = \ frac {{v} - {\ omega {R_r}}} {v}

Fricțiunea de frânare în funcție de coeficientul de frecare

Acolo $v_{sl}$ ${\ displaystyle v_ {sl}}$ $impotriva mea}$ în numerator, deoarece viteza față de sol a unui punct de contact al roții cu pista este dată de viteza roții (adică a întregului avion) față de sol scăzută viteza tangențială a punctului pe anvelopă în raport cu butucul roții; acesta din urmă este dat de viteza unghiulară $\omega$ ${\ displaystyle \ omega}$ $\omega$ înmulțit cu raza de la butuc la banda de rulare $R_{r}$ ${\ displaystyle R_ {r}}$ $R_r$ (raza de rulare).
În mod clar, forța tangențială (care depinde de coeficientul k) este zero atunci când nu există alunecare, adică atunci când roata este complet liberă. Pe măsură ce acțiunea de frânare crește, alunecarea crește și odată cu aceasta raportul dintre forța tangențială și forța normală; acest raport găsește un maxim pentru o valoare a coeficientului de alunecare de aproximativ 10%, după care pierderea de aderență duce la o reducere a raportului. Chiar dacă viteza crește, relația dintre cele două forțe este redusă. Frânarea optimă este apoi realizată permițând ca anvelopa să se târască ușor pe asfalt. ^[5] Coeficientul maxim de frecare pentru o anvelopă în stare bună pe o pistă de beton uscat poate fi între 0,8 și 1, scăzând între 0,6 și 0,8 pe teren umed și între 0,1 și 0,2 pe gheață. Coeficientul de frecare la rulare , datorită histerezisului materialului anvelopei, este complet neglijabil, variind între 0,008 și 0,02. ^[5]

Frâne

Greutatea aeronavei și viteza de aterizare a acesteia condiționează tehnologia utilizată pentru sistemul de frânare, care, împreună cu implantul inversării de tracțiune (inversare), spoilerelor la sol etc., are sarcina de a absorbi energia cinetică a aeronavei după aterizare sau în timpul unei decolări avortate.

Sistemul este format din diferite componente, dintre care următoarele nu se găsesc în coș:

Pedală cu care piloții dau comanda
Circuit de alimentare hidraulică (acesta este parțial conținut în coș)
Supape de alimentare hidraulice și acumulator de urgență

În timp ce în coș există următoarele componente:

Serie dublă de pistoane de acționare, pentru redundanță
Sabot de frână
Supape antiderapante
Întoarceți circuitul în rezervorul hidraulic

Componenta care acționează în mod activ acțiunea de frânare este sabotul de frână care, în funcție de caracteristicile aeronavei, poate fi realizat în diferite moduri: sabot, disc unic și frâne multi disc.

În practică, frânele utilizate sunt un singur disc pentru aeronavele mici și lente și frânele multi-disc pentru cele mari și rapide.

Acțiunea de frânare se realizează în general prin presiunea furnizată de sistemul hidraulic care, în aeronavele ușoare, este asigurată și modulată de acțiunea exercitată de pilot asupra fluidului printr-o pompă conectată la pedala de frână, în timp ce, atunci când aeronava este grea și efortul ar fi prea mare, servo-presiunea este alimentată de sistemul hidraulic prin supape speciale numite supape de dozare . Din motive de siguranță, sistemul de alimentare cu energie hidraulică este în general dublu și (sistem principal și alternativ) există și acumulatori hidraulici pentru a permite funcționarea chiar și în cazuri extreme.

Sarcina saboților de frână este de a converti energia cinetică în căldură și apoi disipa căldura însăși (unele aeronave au ventilatoare de răcire). În timpul frânării, acțiunea trebuie să fie modulată pentru a preveni blocarea anvelopei, cu o reducere consecventă a acțiunii de frânare și deteriorarea benzii de rulare. Din acest motiv, în aeronavele moderne, în special cele mari, încetinirea se obține prin combinarea acțiunii inversiunii de tracțiune a motoarelor, a comenzilor de zbor și a acțiunii frânelor, pe care se adaugă modularea unui sistem. - derapaj ( antiderapant ). ^[1]

Antiderapant

Pentru a maximiza eficacitatea frânării, este necesar să se evite blocarea roților, astfel încât contactul dintre banda de rulare și sol să rămână în câmpul de frecare static; acest lucru în cărucioarele cu multe roți nu poate fi controlat de șofer în caz de frânare intensă. Problema este rezolvată cu dispozitive antiderapante automate capabile să controleze nivelul presiunii exercitate asupra frânelor individuale. Până acum câțiva ani, în aceste dispozitive, viteza unghiulară a roții obținută de la o dinamă sau un generator de impulsuri introdus pe roată însăși a fost comparată cu un semnal de referință: când decelerarea unghiulară depășea pragul, o electrovalvă a redus presiunea hidraulică a sistemul de frânare la un nivel ușor mai mic decât cel care provocase semnalul de blocare; quindi la pressione veniva aumentata gradualmente fino a quando il segnale di bloccaggio non veniva ancora generato, e così via. Si otteneva la tipica fluttuazione continua. Mentre i sistemi anti-skid di una volta erano analogici, attualmente sono digitali, con un controllo molto fine del segnale di bloccaggio e fluttuazioni di pressione più contenute, il risultato sono spazi di frenata più brevi. I sistemi attuali riescono addirittura a tenere la ruota ad un certo livello di scivolamento ottimale. Essi confrontano il segnale di velocità angolare campionato con un segnale di velocità calcolata del velivolo ottenuta con sistemi inerziali o satellitari, potendo così valutare lo slittamento; quando questo supera un certo livello, viene rilassata la pressione nell'impianto in modo proporzionale all'intensità dello slittamento, e il ripristino tiene conto del livello di slittamento precedentemente ottenuto così da non raggiungerlo nuovamente e evitando così la fluttuazione sopracitata. Il sistema anti-bloccaggio permette l'impiego di dispositivi di frenatura automatica ( auto-braking ). ^[5]

Autobrake

Lo stesso argomento in dettaglio: Autobrake .

Quando il controllo del rullaggio è impostato su autobraking, il pilota non deve premere sui pedali per frenare perché la manovra viene effettuata automaticamente. Con il sistema armato in modalità d'atterraggio, i freni vengono attivati quando il velivolo tocca il suolo, oppure dopo l'estensione degli aerofreni, generando un'intensità di frenata costante pre-impostata dal pilota. Con il sistema armato in modalità di decollo, un'operazione tipica del decollo abortito (estensione aerofreni, riduzione al minimo delle manette-motore, inserimento inversori di spinta) attiva alla massima intensità l'autobraking. In tutti i casi il pilota può disattivare l'autobraking premendo i pedali oltre un'escursione definita o disattivando un interruttore dedicato.

Note

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f http://dma.ing.uniroma1.it/users/impbordo_c2/2200%20CARRELLI%202007ppf.doc .
^ ^a ^b ^c ^d https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aircraft/amt_airframe_handbook/media/ama_Ch13.pdf Archiviato il 7 febbraio 2017 in Internet Archive ..
^ F.Vagnarelli, Impianti Aeronautici , Vol I - Impianti di Bordo - Parte III, IBN Editore, 1991.
^ Copia archiviata , su secotools.com . URL consultato l'11 settembre 2015 (archiviato dall' url originale il 4 marzo 2016) . .
^ ^a ^b ^c ^d ^e POLITECNICO DI MILANO - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE IMPIANTI AEROSPAZIALI – DISPENSE DEL CORSO, VERSIONE 2005 Capitolo 10 – Organi d'atteraggio.

Bibliografia

Organi d'atterraggio ( PDF ), su Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale . URL consultato il 26 agosto 2015 (archiviato dall' url originale il 15 ottobre 2015) .
Carrello d'atterraggio ( PDF ), su Politecnico di Milano - Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale . URL consultato il 26 agosto 2015 (archiviato dall' url originale il 3 giugno 2006) .

Voci correlate

Altri progetti

Wikizionario contiene il lemma di dizionario « carrello »
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su carrello

Collegamenti esterni

( EN ) Carrello d'atterraggio , su Enciclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controllo di autorità	Thesaurus BNCF 43789 · LCCN ( EN ) sh2003003624 · BNF ( FR ) cb16652796b (data)

Portale Aviazione

Portale Ingegneria

[dma.ing.uniroma1.it-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f http://dma.ing.uniroma1.it/users/impbordo_c2/2200%20CARRELLI%202007ppf.doc .

[faa.gov-2] ttps://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aircraft/amt_airframe_handbook/media/ama_Ch13.pdf Archiviato il 7 febbraio 2017 in Internet Archive ..

[3] F.Vagnarelli, Impianti Aeronautici , Vol I - Impianti di Bordo - Parte III, IBN Editore, 1991.

[4] Copia archiviata , su secotools.com . URL consultato l'11 settembre 2015 (archiviato dall' url originale il 4 marzo 2016) . .

[ReferenceA-5] POLITECNICO DI MILANO - DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE IMPIANTI AEROSPAZIALI – DISPENSE DEL CORSO, VERSIONE 2005 Capitolo 10 – Organi d'atteraggio.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

V · D · M Componenti e sistemi di bordo di aeromobili
Strutture aeronautiche	Bordo di attacco · Bordo di uscita · Asta di controvento · Cabane · Carenatura · Cassone alare · Centina · Corrente · Cupolino · Deriva · Estremità alare · Fusoliera · Gondola motore · Impennaggio · Impennaggio a T · Impennaggio a V · Impennaggio bideriva · Impennaggio cruciforme · Longherone · Montante interalare · Ordinata · Parafiamma · Paratia posteriore pressurizzata · Piano orizzontale · Pilone alare · Puntone · Radice alare · Rivestimento lavorante · Stabilizzatore · Superficie portante · Trave di coda · Vernice tenditela
Comandi di volo e sistemi di controllo	Aerofreno · Alette canard · Alettone · Barra di comando · Elevone · Equilibratore · Flaperon · Fly-by-wire · Gust lock · Pilota automatico · Sensibilità artificiale · Side-stick · Smorzatore d'imbardata · Spoiler · Spoileron · Stabilatore · Stick pusher · Stick shaker · Svergolamento alare · Timone · Trim
Impianti e sistemi di ipersostentazione	Ala a geometria variabile · Aletta d'estremità · Controllo dello strato limite · Aletta Handley-Page · Estensione del bordo di attacco (LEX) · Generatore di vortici · Flap Fowler · Ipersostentatore · Paretina antiscorrimento · Slat · Slot · Strake · Stall strip
Sistemi avionici e strumenti di bordo	ACAS · ADF Air data computer · Anemometro · Altimetro · Annunciator panel · Bussola · Indicatore di scostamento dalla rotta · EFIS · EICAS · ELT · Flight data recorder · Flight Management System · Glass cockpit · GPS · Indicatore della situazione orizzontale · Indicatore di rotta · INS · Orizzonte artificiale · Radioaltimetro · Radiogoniometro · Radiobussola · Sistema prese statiche-dinamiche · TCAS · Transponder · Virosbandometro · Variometro
Impianti motore e carburante	Acceleratore · Anello Townend · Automanetta · Cappottatura NACA · FADEC · Drenaggio carburante · Inversori di spinta · Manetta · Presa d'aria · Serbatoio alare · Serbatoio autosigillante · Serbatoio sganciabile · Wet wing
Carrello di atterraggio ed impianto frenante	Ammortizzatore idraulico · Autobrake · Carrello d'atterraggio · Gancio di coda · Parafreno · Pattino d'atterraggio
Dispositivi di fuga	Capsula eiettabile · Seggiolino eiettabile
Altri impianti e sistemi	APU · De-icing boot · Impianto antighiaccio · Impianto idraulico · Impianto di pressurizzazione · Impianto pneumatico · Impianto ossigeno di emergenza · Luci di atterraggio · Luci di navigazione · Passenger service unit · Ram air turbine · Toilette di bordo