Сколько атмосфер в колесах самолета

Почему шины самолета не взрываются при посадке, несмотря на высокую скорость и огромную массу

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

1. Немного о самолетах

Вес незагруженного «Боинга» составляет свыше 200 т, Airbus A380 весит около 560 т. Скорость при посадке самолета составляет 250-280 километров в час. Силу удара, которую получают шасси в момент приземления, можно разве что только представить.

В придачу к этому, в результате трения происходит разогрев шин до 260 градусов Цельсия. Соответственно, данная температура выше температуры, при которой резина плавится. К тому же, шины после того, как самолет снизился, находятся в «замороженном» состоянии с температурным показателем до -30. В чем же тогда секрет конструкции, позволяющий резине выдерживать такую сумасшедшую нагрузку каждый день?

2. Амортизаторы или чудо №1

В лайнерах, эксплуатируемых в наше время, применены специальные азотно-масляные многокамерные устройства, которые при посадке самолета поглощают удары почти в полном объеме. Стойки же не позволяют транспортному средству подпрыгивать и раскачиваться достаточно сильно, стабилизируя транспортное средство. Пружины здесь заменены азотом, который находится под давлением.

Если лайнер слишком тяжелый, на нем в передней части устанавливают еще демпферы, роль которых стабилизировать машину. Раскосы, расположенные по диагонали, в момент удара защищают конструкцию. Некоторую часть энергии они отводят под углом.
Система очень сложная, но благодаря ей шасси выдерживают мощнейший удар и могут не отреагировать на имеющиеся на поверхности выступы до десяти сантиметров при скорости, достигающей 280 километров в час. У автомобиля шину бы разорвало, а куски разбросало по всей трассе.

Так как скорость доходит до 460 километров в час, конструкцию сделали особо прочной. Это необходимо, чтобы исключить аварию в случае экстренного торможения, а оно время от времени случается. ТУ-154 в Одессе в 1988 г. приземлялся на скорости 415 километров в час. И стойки, и шины такую нагрузку выдержали.

3. А что еще.

Секрет заключается не только в очень сложных особенностях конструкции амортизаторов. Колеса с шинами в самолетах тоже особенные. Диски изготавливаются или из сплава магния и цинка, или из титана. Крепление частей колеса – это не только болты. Их, а также резину, проклеивают, чтобы обеспечить абсолютную герметичность. Вода внутрь колеса попасть не должна, потому что в воздухе она превратится в лед, а при посадке, в результате трения будет кипеть.

В большинстве своем в самолетной шине камеры нет. Внутрь закачивается специальный технический азот, который в процессе трения не начнет гореть. Автомобильная шина имеет слегка овальную форму, а самолетная – это идеальный круг, что снижает риск возникновения нежелательных ситуаций во время крена.

Рисунок на шинах отсутствует, есть только полосы, идущие продольно. Они предназначены для борьбы с аквапланированием, если полоса мокрая. Что касается состава шины, то он слишком сложный. В составе имеется синтетический и натуральный каучук, технические специальные ткани и сталь.

Армирующим составляющим выступает арамид, нейлон и железный корд. Арамид – это высокотехнологичный полимер, обладающий повышенной стойкостью к воздействиям механического и термического характера. Его коммерческое наименование кевлар.
У данного материала прочность на разрыв составляет около 550 кг/кв.мм. Аналогичный показатель стали составляет 50-150 кг/кв.мм. Кевлар используется для изготовления огнезащиты и бронежилетов. Соотношение всех составляющих очень важно: в шине самолета содержится резины не более пятидесяти процентов, металла – пять процентов. Все остальное – это высокотехнологичные материалы.

Строение шины напоминает слоеный пирог. Сначала идет резина тонкой пленкой – слой из арамидных и нейлоновых шнуров. Таким образом обеспечивается защита от перетирания корда и от нагрева и разрыва шнуров. Есть и допстраховка – самолет имеет несколько колес: у Боинга их шесть, у Антея – 32. При условии, что одно из них лопнет, нагрузка будет перераспределена на остальные.

Изготовление шасси занимает около шести месяцев. Все элементы из металла полируются до состояния зеркала. Производство шины тоже занимает немало времени. Несмотря на то, что покрышка имеет практически совершенную конструкцию, долговечной ее назвать нельзя. Через каждые пять сотен посадок самолета их приходится менять. Если говорить о пассажирском лайнере, то данная процедура может понадобится и раз в год. Не во всех случаях самолетные шины меняются полностью (аналогично автомобильным). В основном хватает восстановления только верхнего слоя. Шина способна выдержать следующие пятьсот приземлений машины.

4. Почему для автомобилей нельзя сделать то же самое

Нечто подобное можно сделать и для авто, тем более, что изобрели кевлар непосредственно для гоночных машин. Проблема заключается в другом. Созданные по авиатехнологиям шины имеют слишком высокую цену – 1 500-6 000 долларов одна штука. Соответственно, столь дорогую резину в случае с автомобилем применять нерентабельно. Некоторые производители добавляют кевлар в резину, предназначенную для тех же внедорожников. Но в этом случае соотношение корда с резиной не такое дорогое.

Что внутри авиационной шины? Секрет «сосуда высокого давления» и современные технологии

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 колёса (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 определённым давлением технический азот). На многоколёсных тележках шасси тяжелых самолетов могут быть установлены также дополнительные амортизаторы — стабилизирующие демпферы. Усиленные стойки шасси способны выдержать удар о выступающие рёбра 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 колёса 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) колёс 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 самолётах пневматики бескамерные и накачиваются техническим азотом (использование последнего обусловлено предотвращением конденсации газа, и последующего его замёрзания на высоте, с образованием опасного льда и кроме того азот дешёв и не горит). Протекторы шин шасси самолётов 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 самолёта. Во время выруливания — обеспечивать стабильный плавный ход, сопротивляясь в то же время теплообразованию, истиранию и износу. Во время взлёта 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 надёжный 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

• 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;
• высокая технологичность конструкции.

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. Эти специальные слои называются брекерными поясами.

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. Эти заглушки устанавливаются в барабан колеса с помощью легкоплавкого сплава, который плавится в условиях перегрева и выталкивается повышенным давлением воздуха в пневматике. Это предотвращает чрезмерное повышение давления в пневматике путем контролируемого снижения давления в нем.

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.

Быстрый ответ: Почему шасси самолета никогда не взорвется?

Однако, этого почти никогда не происходит. Все очень просто – шины шасси самолетов рассчитаны так, что взрываются при давлении около 14 атмосфер, а это почти в 5 раз больше, чем нужно для взрыва автомобильной шине. … На самом деле скорее разломается колесо, чем взорвется сама шина – и это подтверждается практикой.

Можно ли выжить в отсеке шасси самолета?

По данным Федерального управления гражданской авиации США на январь 2014 года, всего, с 1947 года, имело место 103 подобных случая на 92 авиарейсах, в 23,3 % из них люди в отсеках шасси выжили.

Почему не лопаются авиационные шины?

На самом деле это удивительно: несколько часов шины находятся в условиях низких температур, а во время посадки набирают скорость около 300 км/ч (некоторые до 460 км/ч). … Внутри шины заполнены газом — азотом, а не сжатым воздухом, как автошина. Поэтому авиационные шины всегда сухие, без воды внутри и не могут замерзнуть.

Чем наполнены шасси самолета?

На современных самолётах пневматики, как правило, бескамерные, и накачиваются воздухом или техническим азотом (использование последнего обусловлено предотвращением конденсации газа, с последующим замёрзанием его на высоте, с образованием опасного льда; азот дешёв, не горит).

Где находится шасси у самолета?

Основное шасси расположено позади центра тяжести самолёта, дополнительная стойка — в носовой части.

Какая температура в шасси самолета?

Убирающиеся опоры шасси запросто могут раздавить человека. В полете безбилетника подстерегают угрозы обморожения, потери слуха и ацидоза — нарушения кислотного баланса в организме, грозящего комой и смертью. Во время полета температура в отсеке опускается до -63 градусов Цельсия, вызывая гипотермию.

Можно ли лететь на крыле самолета?

Может ли самолёт долететь и совершить посадку на одном крыле? В абсолютном большинстве случаев такое невозможно — повреждение крыла с разрушением или отрывом одной из консолей приводит к сваливанию в неконтролируемый штопор.

Как часто меняют резину на самолете?

Считается, что ее необходимо менять после 7-10 полетов в зависимости от изношенности. Для каждой конкретной модели лайнера существует свой регламент, но обычно новые покрышки на колеса надевают после того, как старые уже 5 раз ремонтировали.

Сколько атмосфер в колесах самолета?

Шины высокого полета обычно накачивают до 14 бар, что примерно в шесть раз больше давления в автомобильных шинах. Шины для истребителя F-16 накачивают до 22 бар. Сами шины не особенно большие, и, к примеру, на Boeing 737 стоят покрышки размера 27×7.75 R15.

Сколько стоит шина на самолет?

Стоимость одного колеса составляет 5500 долларов, что в переводе на рубли — 357500 руб. На Шаттле 6 колес, 4 из них хватает только на одну посадку. Стоимость такой резины 92 000 долларов или 5 980 000 рублей. А -380 имеет 22 колеса, ну пусть 2 передних чуть поменьше, но остальные 20 колес стоят очень дорого.

Когда нужно убирать шасси?

Сразу же после отрыва для уменьшения лобового сопротивления (на высоте не ниже 5 метров) убираются шасси (если убираемые), и (при наличии) выпускные фары, затем производится постепенная уборка механизации крыла. Постепенная уборка обусловлена необходимостью медленного уменьшения подъёмной силы крыла.

Как называется шасси у вертолета?

Как правило, на вертолетах применяется колесное шасси. На стоянке вертолет обычно имеет три точки опоры. Если колеса главных ног располагаются позади центра массы, то его третья опора (или две опоры) устанавливается под носовой частью вертолета, а система носит название шасси с передним, или носовым, колесом.

Как работают шасси самолета?

Шасси самолета – это система, состоящая из опор, которые позволяют летательному аппарату осуществлять стоянку, перемещение машины по аэродрому или воде. С помощью данной системы осуществляется посадка и взлет самолетов. Система шасси состоит из стоек, на которые установлены колеса, поплавки или лыжи.

Как называется колесо для самолета?

ШАССИ — «ноги» самолета. Они нужны для взлета и посадки, а также для передвижения по земле. Что же представляет собой шасси современного самолета? Это колеса, прикрепленные к мощным стойкам.

Как называются все части самолета?

• Планер 1.1 Компоновочные схемы 1.2 Фюзеляж 1.3 Крыло 1.4 Оперение
• Силовая установка 2.1 Топливная система
• Шасси
• Тормозная система
• Системы бортового оборудования
• См. также

Как называется стойка шасси самолёта?

Амортизаторная стойка является основным элементом шасси, связывающая опоры шасси с конструкцией шасси и конструкцию самолета.