Шины для самолетов. Давление в шинах самолета.
Современная авиационная шина – сложная высокотехнологическая структура, разработанная для работы с огромными скоростями и нагрузками при максимально возможном весе и размерах. Несмотря на это, шина – один из наименее понимаемых и наиболее недооцененных элементов самолета. Каждый согласится с тем, что они «грязные, черные и круглые». Но в реальности авиашина – многоэлементный компонент, сконструированный из трех материалов: корд, резина, металл. В весовом соотношении шина самолета состоит на 50% из резины, на 45 % из корда и на 5% из металла. Углубившись в материалы компонента детальнее, можно увидеть различные типы резиновых смесей и нейлоновых кордов. Они имеют свои особые свойства для успешного выполнения поставленных задач.
Все авиационные шины можно разделить на 2 категории:
Перед установкой шины на колесо самолета над ней проводится целый ряд испытаний.
Эти тестовые проверки разделяют на статические и динамические.
Статические
1.Проверка на прочность под воздействием внутреннего гидравлического давления. Способ: на испытательное колесо монтируют шину и до грани разрыва накачивают его водой. Определенное время шина должна без разрушения выдерживать нагрузку.
2.Определение давления посадки шины на обод колеса. Один из методов – копировальный. Между двух листов обычной бумаги кладут один копировальный лист. Затем эту бумажную «конструкцию» устанавливают между ребордой колеса и бортом шины. Далее шину накачивают. Когда пятка борта колеса коснется вертикальной поверхности реборды, фиксируется показатель давления посадки на обод. Это отразится в виде следа на обычной бумаге от копировального листа.
3.Выявление герметичности бескамерных авиашин. Шину накачивают до предельного давления и удерживают при одинаковой температуре на протяжении определенного времени. За это время давление внутри шины уменьшается за счет увеличения ее габаритов. Далее измеряют разницу давления, насколько оно упало за отведенный срок.
4.Определение габаритов шин. Авиационную шину устанавливают на колесо, накачивают до предельного номинального давления. Определенное время выдерживают при комнатной температуре. После окончания этого времени докачивают шину до изначального значения. Затем измеряют следующие величины: внешнюю ширину, наружный диаметр, ширину и диаметр по плечевой зоне.
Динамические
1.Поправка давления. Выполняется учет влияния кривизны барабана.
2.Проведение динамических испытаний шин в максимально приближенных к эксплуатации условиях: на скорость, нагрузку и т.д.
Как проводится замена шин у реактивного самолета
Авиационные шины вызывают восхищение в воздухе и гарантируют безопасность на земле. Но посадки и взлеты негативно отражаются на их состоянии.
За год самолет проезжает по земле расстояние, равное 8 тыс. километров, выполняя рулежки, маневрируя, влетая и приземляясь. Контакты элементов шасси самолета с взлетной полосой сильно сказываются на износе шин.
Замена шин – настоящая проблема для авиакомпаний, поскольку стоит немалых денег, но для авиаперевозчиков безопасность всегда на первом месте. Квалифицированная команда шиномонтажников обязана проводить замену за 30 минут.
Во Франкфурте расположен один из самых больших по загруженности международный аэропорт и базируется одна из крупнейших авиакомпаний – Lufthansa.
Воздушное судно подруливает на стоянку, бригада специалистов начинает работу. Начало процесса очень похоже на замену автомобильных шин, разница заключается только в том, что если в машине 4 колеса, то у самолета их целых 30. Блоки по 8 штук находятся под носовой частью и крыльями и прикреплены на т.н. тележках. Поднятие тележки проводится при помощи домкрата. Гидронасос домкрата использует давление, находящееся внутри шины.
после аварийной посадки
Подняв конструкцию, бригада снимает колесо. Сначала специалист откручивает фиксирующую гайку. По умело отточенным движениям механиков видно, что работа обыденная.
Цена ошибки велика и измеряется жизнями людей, которые полетят этим самолетом. Механики должны знать, когда актуально проводить замену шины. Диагностические маркеры для этого находятся в канавках протектора. Если этих индикаторов не видно – значит, шину нужно менять.
Сняв шину, можно увидеть ее огромные размеры: ширина – 0,5 м, диаметр – 1,5 м.
Самолетные шины испытывают огромные нагрузки. Несколько часов они находятся в условиях очень низких температур, а во время посадки самолета набирают скорость до 280 км/ч. При приземлении температура шины составляет 260°С. Почему же тогда эти компоненты не взрываются в воздухе и не лопаются при контакте с покрытием ВПП?
Секрет находится внутри шины: она заполнена не сжатым воздухом, как автошина, а газом – азотом. Поэтому авиационные шины всегда сухие, без воды внутри и не могут замерзнуть. Также они не горючие.
На одно колесо у немецких механиков ушло 15 минут, и они приступают к съему следующего колеса, а «переобутое» ставят на место.
Специалист внимательно проверяет затяжку болтов, ведь их ослабление грозит катастрофой.
Далее шины накачивают, опускают домкрат, проверяют, все ли болты находятся на своих местах, укрепляют их контровочной проволокой. На этом процесс замены шин заканчивается.
Что внутри авиационной шины? Секрет сосуда высокого давления и современные технологии
Источник: журнал «Наука и техника»
| Автор: | Николай Макаренко |
Современная авиационная шина — сложная высокотехнологическая структура и один из наименее понимаемых и наиболее недооцененных элементов самолета. Авиашина — многоэлементный компонент, сконструированный из трех материалов: корд, резина, металл. В весовом соотношении шина самолета состоит на 50% из резины, на 45 % из корда и на 5% из металла.
При посадке самолета шасси испытывает колоссальные не только статические, но и и динамические нагрузки, воспринимаемые стойками и колесами. Прибавьте к этому, что при полете колеса были неподвижны, а при касании к ВПП должны быстро набрать обороты, соответствующие посадочной скорости. Таким образом, к шасси современных самолетов, предъявляются достаточно высокие и жесткие требования.
Авиационные шины и колеса в сборе могут работать под высоким давлением, чтобы нести налагаемую на них нагрузку, к ним следует относиться с той же осторожностью, что и к любому другому сосуду высокого давления. Множественные слои каркаса соединены вместе, образуя общий каркас, делая шину способной удерживать внутреннее давление.
За счет существенного уменьшения массы шин и одновременного увеличения количества выдерживаемых ими приземлений, снижаются эксплуатационные и топливные расходы. Как результат — уменьшение негативного влияния на окружающую среду за счет уменьшения выбросов CO2 в атмосферу и меньшего количества используемого сырья.
Амортизационные стойки
Основными наиболее нагруженными элементами шасси летательного аппарата являются амортизационные стойки и колеса (пневматики).
Амортизационные стойки служат для обеспечения максимальной плавности хода при движении по аэродрому, на разбеге и пробеге, а также гашения ударов, возникающих в момент приземления (часто используются многокамерные азото-масляные длинноходные амортизаторы, в которых функцию пружинного элемента выполняет закачанный под строго определенным давлением технический азот). На многоколесных тележках шасси тяжелых самолетов могут быть установлены также дополнительные амортизаторы — стабилизирующие демпферы. Усиленные стойки шасси способны выдержать удар о выступающие ребра бетонных плит высотой до 10 см при движении самолета с посадочной скоростью или грубую посадку.
Имеется также система раскосов, тяг и шарниров, воспринимающих реакции опорной поверхности и крепящих амортизационные стойки и колеса к крылу и фюзеляжу, которые служат одновременно механизмом уборки-выпуска.
Колеса шасси самолета поддерживают его на земле и обеспечивают средства мобильности для взлета, посадки и руления. А пневматические шины амортизируя, предохраняют самолет от ударных импульсов из-за неровностей поверхности и недостатков техники пилотирования при посадке.
Диски (барабаны) колес часто изготавливаются из сплавов на основе магния. Обычно это магниево-цинковые сплавы, которые очень трудно обрабатывать либо титановые. В настоящее время только несколько промышленных держав в мире могут производить шины для истребителей с высокими эксплуатационными характеристиками.
Сложная высокотехнологическая структура
Колеса самолета разработаны таким образом, чтобы облегчить замену шин (пневматиков). Сами диски колес обычно изготавливаются разборными, из двух половинок, которые соединяются между собой болтами. Для увеличения герметичности колес перед сборкой обе половины диска и внешние стороны покрышки обрабатываются специальным клеевым составом, и только после этого производят сборку.
На современных скоростных самолетах пневматики бескамерные и накачиваются техническим азотом (использование последнего обусловлено предотвращением конденсации газа, и последующего его замерзания на высоте, с образованием опасного льда и кроме того азот дешев и не горит). Протекторы шин шасси самолетов не имеют никакого рисунка, кроме нескольких продольных кольцевых водоотводящих канавок для уменьшения эффекта аквапланирования, а также контрольных углублений для простоты определения степени износа. Форма шины в поперечном сечении близка до круглой, для обеспечения максимального контактного пятна колеса при посадке с креном. Пневматики снабжены дисковыми или колодочными тормозами с гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом, для маневрирования при движении по аэродрому и уменьшения длины пробега после посадки.
В целом современная авиационная шина — сложная высокотехнологическая структура, которая работает с огромными скоростями, и нагрузками при минимально возможном весе и размерах.
Авиационная шина способна выдерживать широкий диапазон условий эксплуатации. Находясь на земле, она должна поддерживать массу самолета. Во время выруливания — обеспечивать стабильный плавный ход, сопротивляясь в то же время теплообразованию, истиранию и износу. Во время взлета конструкция шины должна быть способна выдерживать не только нагрузку самолета, но и силы, создаваемые при высоких скоростях качения при разбеге. Посадка требует от шины поглощения колоссальных динамических ударных нагрузок. Все эти процессы должны выполняться стабильно, обеспечивая длительный и надежный срок службы шин.
Для этих экстремальных требований нужна достаточно сложная шина. Шина современного самолета — это композит из нескольких различных резиновых смесей (смеси натурального и синтетического каучука), текстильного материала и стали. Каждый компонент шины служит конкретной цели в реализации ее эксплуатационных характеристик. Шины самолетов очень прочные, поскольку армируются железными кордами, нейлоном, а также полимером арамид.
Требования к шинам и колесам шасси самолетов в целом достаточно жесткие и порой противоречивые
Например:
- поглощение кинетической энергии ударов при посадке и движении по неровной поверхности аэродрома с целью уменьшения перегрузок и рассеивание возможно большей части этой энергии для быстрого гашения колебаний;
- минимум массы конструкции при заданной прочности, жесткости и долговечности;
- минимум аэродинамического сопротивления в выпущенном положении;
Высокое давление
Именно авиационные колеса во многом и содержат сегодня большинство новейших изобретений, воплощенных на практике. По авиационным стандартам шина должна выдерживать давление в 4 раза выше, чем то, на которое она рассчитана, так что теоретически шины могут выдержать жесткое приземление на скорости свыше 450 км/ч.
Кроме того, что самолетные шины испытывают колоссальные статические и динамические нагрузки, они подвергаются и тепловым, когда длительное время находятся в условиях низких температур, а во время посадки быстро набирают скорость около 300 км/ч (некоторые до 460 км/ч).
При соприкосновении с землей, температура шины поднимается до 260°С.
Шины стабильно выдерживают разность температур и нагрузку. Они сконструированы таким образом, чтобы максимально противостоять износу и разрыву. Они выполняются многослойными с прочным нейлоновым и арамидным шнуром, расположенным под каждым слоем. Каждый слой имеет свойство выдерживать колоссальную нагрузку и давление воздуха. Корд не переплетается, а располагается одинарными слоями параллельно и удерживается вместе тонкими пленками резины, которая защищает корд из смежных слоев от перетирания друг о друга при изгибании пневматика в процессе эксплуатации.
Во время изготовления шины, слои накладываются парами таким образом, что корды смежных слоев располагаются под углом 90° друг к другу в случае перекрещивающегося (диагонального) пневматика и от борта к борту с примерным углом 90° к центральной линии шины в радиальном пневматике.
Для поглощения и распределения динамических нагрузок и защиты корпуса от ударного повреждения между корпусом и протектором располагаются два узких слоя, запрессованных в толстые резиновые прослойки.
Индекс прочности шины
Изготовители шин присваивают каждому пневматику норму слойности. Эта норма напрямую не относится к количеству слоев в шине, а является индексом прочности шины.
Проволочная намотка делается жесткой с помощью скрепления резиной всей проволоки вместе, создавая крепкое соединение. Бортовая проволока (сердечник борта) также укреплен с помощью обмотки тканевыми полосками до применения основных и наполнительных лент. Основные ленты, изготовленные из резины и располагающиеся под прорезиненными тканевыми наполнительными лентами, обеспечивают большую жесткость и меньшую резкость изменений секции борта. Они также увеличивают зону контакта.
В условиях грубого торможения, нагрев колеса, шины и тормоза может быть достаточным, чтобы вызвать разрыв шины с возможными катастрофическими последствиями для самолета. Для предотвращения внезапного разрыва на некоторых бескамерных колесах устанавливаются термосвидетели.
Особенностью колес самолета, как и всего, что связано с авиацией, является постоянный контроль технического состояния, поэтому проверка давления в шинах производится каждый раз после приземления и перед вылетом.
Но посадки и взлеты негативно отражаются на состоянии шин, поэтому авиационные колеса в отличие от автомобильных имеют относительно небольшой срок годности, и при малейших подозрениях механиков на наличие дефектов подлежат замене.
Статические и динамические тестовые проверки
Статические
- Проверка на прочность под воздействием внутреннего гидравлического давления. Способ: на испытательное колесо монтируют шину и до грани разрыва накачивают его водой. Определенное время шина должна без разрушения выдерживать нагрузку.
- Определение давления посадки шины на обод колеса. Один из методов — копировальный. Между двух листов обычной бумаги кладут один копировальный лист. Затем эту бумажную «конструкцию» устанавливают между ребордой колеса и бортом шины. Далее шину накачивают. Когда пятка борта колеса коснется вертикальной поверхности реборды, фиксируется показатель давления посадки на обод. Это отразится в виде следа на обычной бумаге от копировального листа.
- Выявление герметичности бескамерных авиашин. Шину накачивают до предельного давления и удерживают при одинаковой температуре на протяжении определенного времени. За это время давление внутри шины уменьшается за счет увеличения ее габаритов. Далее измеряют разницу давления, насколько оно упало за отведенный срок.
- Определение габаритов шин. Авиационную шину устанавливают на колесо, накачивают до предельного номинального давления. Определенное время выдерживают при комнатной температуре. После окончания этого времени докачивают шину до изначального значения. Затем измеряют следующие величины: внешнюю ширину, наружный диаметр, ширину и диаметр по плечевой зоне.
Затем измеряют следующие величины: внешнюю ширину, наружный диаметр, ширину и диаметр по плечевой зоне.Динамические
- Поправка давления. Выполняется учет влияния кривизны барабана.
- Проведение динамических испытаний шин в максимально приближенных к эксплуатации условиях: на скорость, нагрузку и т.д.
Дайджест прессы за 6 декабря 2019 года | Дайджест публикаций за 6 декабря 2019 года
Авторские права на данный материал принадлежат журналу «Наука и техника». Цель включения данного материала в дайджест — сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Самолеты
пропустить навигацию
Что такое воздухоплавание? | Динамика
полета | Самолеты | Двигатели
| История полета | Что
это УЭТ?
Словарь | Веселье
и игры | Образовательные ссылки | Урок
Планы | Индекс сайта | Дом
Корпус самолета называется
фюзеляж.
Как правило, это длинная трубчатая форма. Колеса самолета называют посадкой .
шестерня . По бокам фюзеляжа самолета расположены два основных колеса. Затем
рядом с передней частью самолета есть еще одно колесо. Тормоза для колес
как тормоза для автомобилей. Они управляются педалями, по одной на каждое колесо.
Большинство шасси можно сложить в фюзеляж во время полета и открыть.
для посадки.
Все самолеты имеют крылья. Крылья имеют гладкую поверхность. Гладкие поверхности слегка изогнутый от передней или передней кромки к задней или задней кромке. Воздух движение вокруг крыла создает восходящую подъемную силу самолета. Форма крыльев определяет, насколько быстро и высоко может летать самолет. Разрез крыла спереди назад называется аэродинамический профиль.
Используются навесные рули
управлять и управлять самолетом. Закрылки и элероны связаны с
тыльная сторона крыльев.
закрылки
скользить назад и вниз, чтобы
увеличить площадь поверхности крыла.
Они также наклоняются вниз, чтобы увеличить изгиб
крыла.
планки
выйти из передней части крыльев
для увеличения пространства под крыльями. Это способствует увеличению подъемной силы
крыло на более медленных скоростях, таких как взлет и посадка.
элероны
шарнирно закреплены на крыльях и двигаются вниз, чтобы вытолкнуть воздух вниз и сделать
наклон крыла вверх. Это сдвигает самолет в сторону и помогает ему поворачиваться во время полета.
После приземления,
спойлеры
используются как воздушные тормоза для
уменьшите любую оставшуюся подъемную силу и замедлите самолет.
хвост сзади
самолет обеспечивает устойчивость. Плавник представляет собой вертикальную часть
хвост.
руль
сзади самолет движется влево
и вправо для управления левым или правым движением самолета.
лифты
находятся в хвостовой части самолета. Их можно поднять или опустить, чтобы изменить
направление носа самолета.
Самолет будет подниматься или опускаться в зависимости от
направление движения лифтов.
Наверх
Что такое воздухоплавание? | Динамика
полета | Самолеты | Двигатели
| История полета | Что
это УЭТ?
Словарь | Веселье
и игры | Образовательные ссылки | Урок
Планы | Индекс сайта | Дом
Сколько колес у самолетов?
Колеса самолета, более известные как шасси, выдерживают самое грубое обращение с оборудованием любого самолета. Они не только выдерживают полную массу полезной нагрузки самолета, но и авиашины выдерживают взлетные скорости и должны быть приспособлены для того, чтобы выдерживать внезапные раскрутки при касании взлетно-посадочной полосы при приземлении и резкие остановки на высоких скоростях.
Экстремальная жара и нагрузки являются частью срока службы авиационных шин, и каждый самолет должен иметь нужное количество колес, чтобы обеспечить его работу. Итак, сколько колес у самолетов и как производители определяют необходимое количество? Эта статья ответит на эти и другие вопросы, дав вам полное представление о колесах и других компонентах шасси.
- НЕ ПРОПУСТИТЕ: подпишитесь на FLYING Magazine
Как определяется количество колес?
Размер и состав шасси самолета определяется максимальной полной массой самолета. Шины самолета должны выдерживать вес самолета, когда он неподвижен, и равномерно распределять его вес, когда колеса касаются поверхности взлетно-посадочной полосы во время посадки. Взлетно-посадочная полоса будет повреждена, если она будет вынуждена выдерживать сосредоточенное количество веса на высокой скорости — еще одна причина, по которой взлетно-посадочные полосы рассчитаны на определенные нагрузки.
Есть ли у самолетов 4 колеса?
Большинство коммерческих самолетов транспортной категории имеют два колеса в узле переднего шасси, и каждый узел основного шасси также может нести два (или более) колеса. Это в общей сложности шесть авиационных колес, что является приблизительным средним показателем.
Одно шасси может иметь несколько колес, но считается одним узлом.
Таким образом, можно иметь четыре сборки, но не обязательно иметь четыре отдельных шины самолета.
Для легких самолетов одно колесо составляет переднюю опору, а также по одному колесу в каждой основной сборке шасси.
Так почему же у самолета нет четырех шасси в сборе, как у легкового или грузового автомобиля? Это потому, что для самолета это не нужно, так как пилоты склонны очень медленно поворачивать самолет на земле, а самолет движется только прямо во время взлета. Дополнительная сборка шасси только добавила бы ненужного веса.
Сколько колес у Boeing 747?
Всего на Боинге 747 восемнадцать авиационных колес. Четыре основных узла шасси — по два с каждой стороны реактивного самолета и каждый содержит четыре колеса — с двумя авиационными шинами в единственном узле передней стойки.
Из чего сделаны колеса самолета?
Колеса самолета состоят из проводящей резины, которая поглощает любое электричество, возникающее при трении между шиной и взлетно-посадочной полосой.
Гибкость является важным элементом состава шины, и кевлар, прочный, легкий, термостойкий, гибкий пластик, часто используется для колес самолетов транспортной категории.
Шины, как правило, состоят из трех слоев резины, каждый из которых уложен в другом направлении, чтобы укрепить шины самолета и увеличить их сцепление с дорогой. Они также имеют слой специального усиления из алюминиевой стали, чтобы шины самолета не теряли протектора и не разваливались во время посадки.
В канавки шин самолета встроены проводящие полоски, рассеивающие накопленные электрические заряды. Это сделано для того, чтобы избежать искр, которые могут возникнуть в результате трения и потенциально воспламенить запас топлива самолета.
Эти шины часто заполняются негорючим газообразным азотом для предотвращения коррозии металлических частей в конструкции самолета транспортной категории. Газообразный азот также не окисляет и не разрушает резину, из которой состоят колеса самолета.
Может ли самолет приземлиться со спущенной шиной?
Спущенные авиашины случаются редко, но могут случиться, если колесо недостаточно накачано или перекачано.
Поскольку большинство самолетов транспортной категории имеют более одной шины в составе шасси, можно безопасно посадить самолет с проколом.
Еще одна причина, по которой авиашины вряд ли лопнут во время посадки, заключается в том, что в них нагнетается давление воздуха. Они в шесть раз больше надуты, чем автомобильная шина. Этот сжатый воздух делает их прочными, а колеса самолета не получают значительных повреждений, хотя они регулярно подвергаются ударам.
Почему колеса самолета такие маленькие?
По сравнению с размером фюзеляжа колеса самолета имеют относительно небольшой размер. Тем не менее, авиационные шины меньшего размера по-прежнему эффективно поддерживают самолет во время посадки, равномерно распределяя вес между ними. Большие авиашины также будут весить больше, из-за чего самолет будет потреблять больше топлива и, следовательно, будет стоить оператору (например, летному отделу или авиакомпании) больше денег. Инженеры поставили перед собой задачу сделать шины как можно меньшего размера, сохранив при этом достаточную степень безопасности.
Типы самолетов и количество колес
Теперь, когда мы знаем, почему шины так важны для конструкции самолета и что делает их такими прочными, давайте рассмотрим несколько различных типов самолетов и количество колес, необходимых для эксплуатировать их безопасно.
Airbus
Airbus — крупнейшая в мире авиационная и космическая компания, на данный момент лидирующая в отрасли по количеству заказов на коммерческие авиалайнеры. Они разрабатывают коммерческие, оборонные, космические и разведывательные самолеты в течение пятидесяти лет, а также вертолеты. Большие коммерческие самолеты Airbus перевозят людей по всему миру; поэтому безопасные шины для самолетов являются необходимостью. 9
Boeing
Компания Boeing — крупнейший OEM-производитель авиакомпаний в США. Они производят самолеты, которые обслуживают авиаперевозчиков США, и ведут бизнес более чем в 150 странах.
Каждый год они поставляют сотни самолетов своим клиентам.
- Boeing 717, 727, 737: 6 колес или шин
- Boeing 747: 18 колес или шин
- Boeing 757, 767: 10 колес или шин
- Boeing 777: 14 колес или шин 1 колеса или шины
Легкие самолеты
Широкий спектр самолетов обслуживает авиацию общего и делового назначения для частных или корпоративных полетов, а также для перевозки грузов и пассажиров. Техническое обслуживание этих самолетов обычно входит в обязанности пилота, и если это вы, убедитесь, что шины вашего самолета готовы безопасно доставить вас к месту назначения. Вот несколько популярных моделей, а также их количество шин.
- Gulfstream G650: 6 колес или шасси
- Dassault Falcon 7X: 6 колес или шасси
- Learjet 70/75: 5 колес или шасси
- Beechcraft King Air 350i: 5 колес или шасси
- Embraerom Phenom
- 100: 3 колеса или шасси
- Cirrus SR22: 3 колеса или шасси
COMAC
Китайская корпорация коммерческих самолетов (COMAC) является крупнейшей авиакосмической компанией Китая.