Чем тормозит 200-тонный авиалайнер при огромной скорости

Тормозные колодки

Автомобильные тормоза./ Фото: rg.ru

Среди многочисленных деталей во всей конструкции автомобиля больше всего подвержены износу тормоза. Машина может снизить свою скорость и остановиться несколькими способами, но быстро остановиться можно лишь с помощью дисковых (барабанных) тормозов. Правда, здесь есть несколько интересных моментов. Во-первых, тормозные диски и колодки изнашиваются во время каждого торможения, каким бы незначительным оно ни было. Во-вторых, чем быстрее движется автомобиль, тем больше износ, а процесс торможения сложнее. Легковая машина весит всего две-три тонны, но этого более чем достаточно, чтобы на больших скоростях тормоза нагрелись до ярко-красного свечения. И, кстати говоря, этого не хватает, чтобы машина остановилась быстро, всё равно инерция тянет её долгое время, прежде чем скорость упадёт до нуля. Вот только самолёт большой и тяжёлый, поэтому его тормозная система немножко сложнее.

1. Обычные тормоза

Колесо самолёта в разрезе./ Фото: wikipedia.org

У автомобиля тормоза хорошо различимы, и их можно увидеть, просто посмотрев на колёса, но с самолётом всё не так. Сколько колёса не изучай, увидеть тормозные диски не получится, а раз не видно, значит, и не существуют. По крайней мере, многие так думают. На самом же деле колесо самолёта имеет очень своеобразную конструкцию, и тормозная система спрятана внутри них. Без неё самолёт вряд ли смог бы обойтись. Во-первых, самолёт необходимо как-то удерживать на взлётно-посадочной полосе, иначе с таким большим фюзеляжем и крыльями (то есть с большой парусностью) его просто сдуло бы сильным ветром. Во-вторых, именно тормоз держит самолёт на месте, когда у того работают двигатели.

Тормозная система самолёта./ Фото: drive2.ru

В колёса самолёта встроены дисковые тормоза, но они имеют более сложное устройство, чем автомобильные, ведь им приходится выдерживать гораздо больший вес. Если в машине на одно колесо приходится один диск и тормозная колодка, то в самолёте на каждом колесе их несколько. Они собраны послойно и чередуются, увеличивая таким образом площадь соприкосновения. При этом на тормозную систему приходится большая нагрузка: скорость во время посадки составляет около 250 км/ч, а весит самолёт до нескольких сотен тонн.

Набор тормозных дисков./ Фото: dzen.ru

Тормоза задействуются и во время взлёта, и во время посадки, причём в последнем случае исключительно для экстренной остановки из-за нештатных ситуаций. Чаще всего пилоту не приходится к ним прикасаться, поскольку работают они в автоматическом режиме, к примеру, когда во время посадки рукоятки управления двигателями находятся в положении «малый газ», а датчики в колёсах фиксируют касание к взлётно-посадочной полосе.

Момент посадки./ Фото: habr.com

Сам же процесс торможения мало чем отличается от автомобиля. В обычной ситуации всё обходится без каких-либо проблем, но когда возникает нештатная ситуация и самолёту приходится тормозить на большой скорости, дисковые тормоза работают на пределе своих возможностей. Из-за сильного трения они перегреваются, и их свечение можно увидеть сквозь вентиляционные отверстия. Команда пожарников дежурит в каждом аэропорту как раз ради подобных случаев: они выезжают на лётное поле не столько из-за возможности крушения, а для того, чтобы потушить раскалённые тормоза. В противном случае загорятся шины вместе со стойками, и тогда самолёту будет грозить большая опасность.

2. Реверсирование тяги

Двигатель с механизмом реверсирования тяги./ Фото: airliners.net

Именно тормоз гасит большую часть скорости самолёта и в конечном итоге останавливает его на взлётно-посадочной полосе, но нагрузка на тормозную систему очень велика. Чтобы хоть как-то её снизить, используются и другие способы снизить скорость. Один из них – реверсирование тяги двигателей. Как следует из названия, реверс касается только тяги двигателя, а не его самого. Заставить газотурбинный двигатель работать в обратном направлении невозможно, зато вполне реально перенаправить выхлоп и создать обратную тягу. Правда, «дуть» в обратном направлении по вполне понятным причинам он не может, но вот развернуть поток на 135 градусов возможно. Делается это при помощи створок по бокам двигателя: пилот сначала их открывает, а потом увеличивает тягу. Вот только выхлоп получается недостаточно мощным, чтобы остановить самолёт, но его вполне хватает для уменьшения скорости. На самом деле, самолёт без создания обратной тяги вполне может обойтись, она лишь упрощает процесс посадки и почти не уменьшает необходимую для посадки самолёта длину взлётно-посадочной полосы, 10-15% выигрыша особо большого влияния не оказывают.

3. Воздушный тормоз

Воздушный тормоз./ Фото: pinterest.com

Специалисты годами работают, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление, придавая фюзеляжу (в случае с автомобилем – кузову) нужную им форму. На достаточно большой скорости воздух оказывает ощутимое давление и замедляет движение, что, в принципе, и требуется во время посадки. Таким образом и появился ещё один способ торможения – использование активных аэродинамических элементов. Звучит сложно, но на деле работает очень просто: во время посадки эти элементы принимают почти перпендикулярное положение относительно курса самолёта. В эту преграду врезается поток воздуха и естественным путём замедляет полёт. Выигрыш здесь тоже не очень большой, и к тому же эффективность аэродинамического тормоза снижается с падением скорости, а в какой-то момент эффект почти пропадает. Строго говоря, аэродинамический тормоз – это раскрывающиеся панели в кормовой части фюзеляжа самолёта, но также иногда называют интерцепторами. Это специальные панели на крыльях, предназначенные для управления подъёмной силой.

4. Парашют

Ту-104 с парашютом./ Фото: pinterest.com

Обычно парашют воспринимают как средство для десантирования, то есть для спуска по воздуху, но в любом случае парашют всегда был и остаётся всего лишь ещё одним воздушным тормозом. Благодаря большой площади он буквально цепляется за воздух и не даёт падать слишком быстро. Это его свойство использовали и в самолётах, чтобы снизить их скорость. Парашют размещается в кормовой части, выстреливается во время посадки и «тянет» самолёт назад. Правда, скорость самолёта не должна быть более 320 км/ч, в противном случае трос лопнет, и от парашюта не будет никакого толку. Сфера его использования тоже ограничена, в основном это военные самолёты, в том числе и тяжёлые транспортники. В гражданской авиации он используется очень редко, пример тому – советский Ту-104.

Торможение МиГ-23./ Фото: авиару.рф

Фактически парашют – далеко не самое удобное средство, для возврата его в исходное положение требуется целая команда. В условиях современного гражданского аэропорта это невозможно. Используют парашют лишь в тех случаях, когда по техническим причинам нельзя установить на самолёт устройства для реверсирования тяги.

Конструкция некоторых самолётов вызывает куда больший интерес, например, сверхзвуковой пассажирский самолёт «Конкорд» удивителен, а каждая его часть заслуживает отдельной истории.