Из чего сделаны колеса самолета

Обновлено: 19.04.2025

Современный авиалайнер – чрезвычайно сложное и продуманное устройство. Каждый узел самолета, каждая его деталь предназначена не только для того, чтобы воздушное судно могло летать, но и для высокой безопасности полета.

Сегодня мы расскажем о том, почему шины шасси авиалайнеров накачивают азотом, а не обычным воздухом, как это делают автолюбители. Следует сразу оговориться, что азотом накачиваются шины не всех воздушных судов. Легкомоторные самолеты, вертолеты и прочие воздушные транспортные средства, не имеющие высоких скоростей полета и большой потолок, с азотом чаще всего дела не имеют. Поэтому разговор пойдет о современных авиалайнерах Boeing и Airbus, а к легким и старым советским самолетам это не относится.

Колеса (или, как их еще называют, пневматики) могут быть разного типоразмера, но все они без исключения являются сложным и технологичным изделием, предназначенным для работы в условиях высоких скоростей и огромных нагрузок. Полная масса шины составляет около 130 кг (для Airbus A320).

Пневматики чаще всего делаются бескамерными, как и на автомобилях. Техническим азотом их накачивают по двум причинам. Во-первых, на высоте, где летит самолет (около 10000 метров) очень холодно, минус 50-60 градусов Цельсия. При наборе высоты влага, содержащаяся в воздухе, может конденсироваться и впоследствии замерзнуть, что приведет к опасной ситуации при посадке.

Во-вторых, при посадке шина вследствие торможения нагревается до 100, а иногда и до 200 градусов, выделяя при этом углеводородные соединения. Азот является инертным и дешевым газом, не поддерживающим горение, поэтому он идеально подходит для накачки шин .

В исключительных случаях шины можно накачивать воздухом, но предварительно осушенным и с малым содержанием кислорода (2-3%).

Давление в шинах доводится до 14-15 атмосфер. Датчик давления выводит показания в кабину пилотов. Кроме этого, давление проверяется раз в сутки в рамках ежедневного технического осмотра. Такое высокое давление в шинах достаточно опасно, и в мире было несколько случаев разрыва диска колеса (азот поступает в шину через него) от превышения указанного давления при наддуве – с тяжелыми травмами работников. Поэтому для защиты сегодня устанавливаются специальные предохранительные устройства.

Что касается производителей авиационных шин, то среди них присутствуют всем известные названия – Michelin, Yokohama, GoodYear.

Что роднит автомобиль и самолет? Оба транспортных средства обладают колесами. Да-да, самолеты также обладают колесами, как и крыльями. Многие даже не обращают внимание на колеса в самолете. Но между прочем, без них не было бы ни взлета, ни посадки. Да, во время перелета колеса не участвуют, но, чтобы оказаться в воздухе нужно взлететь, а для завершения полета – приземлиться. И в этих процессах участвуют колеса. В этой статье мы поговорим про колеса самолета и шасси.

Из чего сделаны колеса в самолете

Если мы посмотрим на колесо в самолете, то увидим ту же самую конструкцию, что и в автомобильных колесах. Те, кто знают, как сложно подобрать шины для легкового автомобиля, наверняка поймут и авиационных инженеров. Конечно, сегодня мотошины Континенталь подобрать можно и через специальные сайты. По ссылке доступны шины и диски очень высокого качества, и отдельно отметим, что на сайте представлен огромный выбор различных мотошин.

Но если мы говорим про разработчиков шин, то это очень ответственная и трудная работа. Если мы рассмотрим колеса самолета в весовом плане, то распределение будет следующее:

Это примерные цифры, все зависит от модели самолета и типа колеса. Если самолет на земле не разгоняется быстрей, чем 192 километра в час, и весит до 3-ех тон, то сами колеса очень похожи по своему принципу на автомобильные. Но колеса в больших самолетах, таких как AirBus A320 или Boeing 737, это совершенно иные колеса. Они обязаны выдерживать крайне высокие нагрузки. Да, на колеса приходится лишь взлет и посадка. Но если вы посмотрите на статистику авиакатастроф, то именно на эти моменты в полете приходится больше всего аварий. Хорошие шины – спасают жизнь. Только посмотрите, что произошло с шинами после аварийной посадки:

Удивительно, но эта катастрофа обошлась без жертв. А если бы лопнули не только шины, но и сами диски? Вероятно, что самолет бы мог даже взорваться на взлётно-посадочной полосе.

Шины в полете

Как вы сами понимаете, во время полета шины не играют никакой роли. Конечно, чем ниже вес шины и диска, тем меньше топлива затрачивается на их перевозку. Каждый раз, когда самолет летит, он должен перевезти с собой не только пассажиров, но и самого себя. Поэтому вес шин влияет, но итак уже уменьшили до максимума, так что современные самолетные колеса очень легкие.

Чтобы колеса не мешали, они убираются во внутрь. В воздухе колеса действительно не нужны, так как они лишь мешают аэродинамике и влияют на общий расход топлива. В одной из следующих статей мы рассмотрим вопрос стоек шасси, так как это не менее важный элемент.

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

1. Немного о самолетах

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.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Как устроена система шасси и тормозов пассажирского самолета

Система колёс, на которые опирается самолёт при движении по земле, называется шасси. В современных авиалайнерах используется трёхстоечная система шасси с двумя основными стойками, расположенными под крылом позади центра тяжести и одной передней стойкой, расположенной в носу самолёта. Основные стойки шасси оснащаются тормозами, а передняя стойка делается поворотной, чтобы самолет мог маневрировать при движении по земле.

На больших самолетах типа Аirbus 380 или Boeing 747 в дополнение к основным стойкам делают вспомогательные, чтобы распределить значительный вес гигантского самолета. На всех стойках шасси установлены амортизаторы. Принцип действия и назначение которых похожи на автомобильные, но основная задача — смягчить перегрузки на посадке, чтобы нагрузки на узлы самолёта не превышали допустимых. .

1. Поворотная носовая стойка

Кроме распределения веса самолета, носовая стойка поворачивается влево-вправо, чтобы самолет мог маневрировать при движении на земле.

Поворотом носовой стойки можно управлять двумя способами:

С помощью педалей управления рулём направления,
С помощью специальной ручки управления разворотом носовой стойки.

Управление поворотом носовой стойки с помощью педалей осуществляется на разбеге при взлёте и пробеге при посадке, когда скорость самолета достаточно велика. Одновременно, с помощью этих же педалей, летчик управляет отклонением руля направления.

Предел отклонения носовой стойки при управлении от педалей специально ограничен, как правило это 10 градусов. Поворачивать на рулёжные дорожки, когда надо отклонять носовую стойку на углы порядка 50-70 градусов, не получится. На малых скоростях для руления используется ручка управления носовой стойкой.

Эта ручка используется только при рулёжке и автоматически отключается при больших скоростях движения.

2. Основные опоры шасси и Колёсные тормоза

Основные опоры шасси представляют собой тележку, на которую навешиваются колеса, оснащённые тормозами.

Тормоза на самолёте похожи на автомобильные, только существенно мощнее, что не удивительно, т.к. им приходится тормозить машину массой 30-600 тонн со скоростей порядка 250 км/ч до нуля на ограниченной по длине взлётно-посадочной полосе (ВПП).

Автоматический режим торможения включается сам при наступлении определенного события. Таких событий может быть два:

Активировать/деактивировать режим автоторможения в самолётах Airbus и SSJ-100 лётчик может с помощью одной из четырёх кнопок под ручкой уборки-выпуска шасси (В Boeing для этого используется переключатель). Три кнопки (LOW, MED, MAX) соответствуют различным интенсивностям торможения при посадке, а четвертая (RTO) активирует режим прерванного взлёта.

С автоторможением при посадке всё очевидно. Давайте рассмотрим режим прерванного взлёта.

Перед каждым взлётом экипаж обязан активировать автоторможение. Скорость начала и интенсивность торможения при прерванном взлёте напрямую влияет на то, выкатится ли самолёт за пределы полосы или нет. Активированное автоторможение гарантирует, что торможение начнётся немедленно после вывода двигателей из взлётного режима.

Если прерывать взлёт приходится при максимальной взлётной массе и на предельной скорости, то несмотря на то, что кроме колёсных тормозов экипаж задействует реверс и воздушные тормоза, энергия, которую должны поглотить тормоза, разогревает их так, что они начинают светиться не хуже лампочки. После полной остановки самолёта работа тормозов не заканчивается. Они должны выдержать ещё не менее 90 секунд, прежде чем подожгут стойки шасси. По нормативам, что за 90 секунд к самолёту подоспеет пожарная команда, которая всегда дежурит в аэропортах (и успевает!).

Спасибо комментариям — напомнили об одной очень важной функции тормозов авиалайнера: антиблокировочной системе (АБС). Основное отличие АБС самолёта от таковой автомобиля заключается в последствиях блокировки колёс: если у автомобиля блокировка приводит к снижению управляемости и увеличению тормозного пути, то заблокированные колёса самолёта при посадке просто взрываются от трения об асфальт. А без покрышек основных стоек торможение не будет ни эффективным ни безопасным. Так что АБС на самолёте неотключаемая и довольно критическая функция.

3. Уборка — выпуск шасси

Кроме тормозов и управления носовой стойкой с шасси связана ещё одна важная функция — уборка/выпуск шасси. Управление уборкой-выпуском шасси в нормальном режиме осуществляется с помощью соответствующей ручки на приборной панели.

Для улучшения аэродинамических свойств ЛА ниши, в которых размещаются убранные шасси, закрываются створками, поэтому процедура нормальной уборки шасси выглядит примерно так:

Вычислитель снимает замки закрытого положения створок и подаёт команду на открытие створки
Створки полностью открыты и зафиксированы в открытом положении. Соответствующие датчики сообщают об этом вычислителю
Вычислитель открывает замки выпущенного положения стоек шасси и начинает их уборку.
Стойки полностью убраны и зафиксированы в закрытом положении. Соответствующие датчики сообщают об этом вычислителю
Вычислитель открывает замки открытого положения створок и начинает их закрывать
Створки полностью закрыты и зафиксированы в закрытом положении. Вычислитель фиксирует признак окончания уборки шасси

Весь процесс занимает 20-40 секунд. Если в процессе что-то идёт не так, то система прерывает процесс, т.к. есть вероятность что-то сломать. Нормальный выпуск шасси происходит в обратном порядке.

На случай неисправностей в системе уборки-выпуска предусмотрен особый порядок выпуска шасси — аварийный выпуск. Аварийный выпуск активируется кнопкой аварийного выпуска, расположенной под колпачком рядом с ручкой уборки-выпуска шасси. При аварийном выпуске средствами, не зависящими от вычислителя системы уборки-выпуска шасси, снимаются замки убранного положения стоек шасси и створок. Шасси вываливается под собственным весом. Массы каждой из стоек достаточно чтобы выломать створку, даже если та не откроется сама. На замки нижнего положения стойки также встают под действием собственного веса.

4. Датчики обжатия стоек шасси

Информация об обжатии стоек шасси, которые я упоминал выше, это очень нужная многим системам информация. Пожалуй, стоит перечислить кое-какие функции, зависящие от этого сигнала:

При появлении сигнала обжатия шасси:

При снятии сигнала обжатия шасси:

Параграф добавлен после прочтения комментариев: Датчики обжатия стоек шасси как правило выполняются многоканальными и располагаются на каждой из стоек. Данные с многочисленных датчиков собираются специальными устройствами, концентраторами данных. На основании полученных данных формируются сигналы об обжатии каждой из стоек и сигнал обжатия всех стоек. В логике работы описанных выше функций используются разные сигналы: для начала автоторможения достаточно сигналов обжатия двух основных стоек, а для включения режима тех. обслуживания надо чтобы были обжаты все три стойки. Но это уже другая история.

Бонус

Пока я готовил этот текст, решил для себя разобраться, почему на некоторых самолётах, например Boeing 757 тележка основных стоек шасси в полете наклонена так, что передние колёса находятся выше задних:

А на Boeing 767 наоборот, передние колеса ниже задних:

Как выяснилось всё дело в том, как спроектирована ниша, куда убираются стойки шасси, спасибо видео:

И, что самое любопытное, в военно-транспортном C5 Galaxy основные стойки шасси выпускаются в положении поперёк движения самолёта и только потом разворачиваются на 90 градусов в нужное положение.

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.

Статические и динамические тестовые проверки

Статические

Угол атаки на Boeing 737 измеряют два датчика, которые представляют собой небольшие "флажки" на борту фюзеляжа в носовой части.

Из чего сделаны колеса в самолете

Шины в полете

Шины для самолетов. Давление в шинах самолета.

Все авиационные шины можно разделить на 2 категории:

низкоскоростные (рассчитаны на наземную скорость самолета до 192 км/час);

высокоскоростные (наземная скорость – более 192 км/час).

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.

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.

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.

Далее шины накачивают, опускают домкрат, проверяют, все ли болты находятся на своих местах, укрепляют их контровочной проволокой. На этом процесс замены шин заканчивается.

Как делают колеса самолета

С тех пор, как человечество изобрело колесо, в его конструкции вносилось так много изменений, что сегодня мало кого можно удивить видом колеса. Однако то, что для обычного взгляда не представляет интереса, для специалиста компании Унитех является предметом пристального внимания. Именно авиационные колеса во многом и содержат сегодня большинство новейших изобретений, воплощенных на практике.

В отличие от автомобильных колес, колеса самолетов являются многофункциональной конструкцией, способной выдерживать колоссальные нагрузки и обеспечивающие комфорт и безопасность пассажиров.

Покрышка самолетного колеса, как и автомобильная, впрочем, любая другая покрышка, выполняется из смеси натурального и синтетического каучука. Внутри колес отсутствует камера, от них отказались еще в 60-70 годах прошлого века. Такой отказ был связан с ненадежностью камер и большим количеством разрывов покрышек в основном в странах Африки и Латинской Америки. Сегодня авиационные покрышки изготавливаются из нескольких слоев резины армированными несколькими слоями стального корда. Такое строение колеса связано с тем, что покрышки испытывают огромное давление при взлете и, особенно при посадке самолета. В отличие от автомобильных покрышек покрышки самолетов не имеют протектора, основной протектор имеет продольный рисунок, его вполне достаточно для удержания самолета на полосе при посадке и взлете.

Особенностью колес самолета, как и всего, что связано с авиацией, является постоянный контроль технического состояния, проверка давления в шинах авиалайнеров производится каждый раз после приземления и перед вылетом. Как и автомобильные колеса шасси требуют периодической подкачки, ведь давление внутри может достигать 15 атмосфер, к тому же заполняют колеса самолетов не обычным воздухом, а азотом.

Диски шасси изготавливаются в основном из титана – легкого, но прочного металла, он легче, чем алюминий, но прочнее стали. Кроме того, сами диски колес изготавливаются разборными, из двух половинок, соединяемые между собой болтовыми соединениями. Для увеличения герметичности колес перед сборкой обе половины диска и внешние стороны покрышки обрабатываются специальным клеевым составом, и только после этого производят сборку. Титановые диски колес не отливаются, как автомобильные, а выковываются, титан – ковкий металл.

Авиационные колеса в отличие от автомобильных имеют относительно небольшой срок годности, и при малейших подозрениях механиков на наличие дефектов подлежат замене. Именно поэтому наземными службами аэропортов в обязательном порядке при подписании с авиакомпаниями контрактов учитываются вопросы наличия запасных колес, к самолетам компании планируемых для совершения рейсов.

nauka_yaru

Наука и технология

Размещу-ка я свой постег про конструкцию основных колёс Airbus-320.

Сначала — об окружении.
Красные штуки по бокам колеса на первом фото — это упорные колодки, устанавливаемые под колёса на стоянке.
Патамушта самолёт не всегда стоит на стояночном тормозе (например, с тормоза можно снять для более быстрого охлаждения тормозов после посадки), и чтобы он не поехал куда ему надо, а не лёдчеку.

Колёса до установки на самолёт хранятся в ангаре закрытыми от (солнечного?) света.
Тут можно уже рассмотреть некоторые подробности их жизни:

Такое колесо весит примерно 130 кг.

Собственно колесо состоит из диска и шины.

Диски состоят из двух половин, разнимающихся в осевом направлении, и скреплённых по окружности колеса болтами. Гайки тех болтов видны на предыдущем фото по периметру диска ближе к его наружному краю.
Вот эти гайки крупнее:

Между ними — заглушка, на место которой (как мне кажется) может быть установлен датчик давления азота — для вывода этой информации на дисплей в кабине пилотов.
На наших самолётах такая модификация не сделана, и датчиков в колёсах нет.

Для замены резины болты откручиваются от их гаек и половины диска разнимаются.
После этого проводится неразрушающий контроль половинок (методы не знаю — или ультразвуковой, или магнитный, или вихревыми токами). Если всё в поряде, то устанавливается новая шина, половинки снова встречаются, стягиваются болтами, а колесо накачивается до некоего давления, обычно ниже рабочего.

Авиационные колёса накачивают азотом. Дело в том, что резина может выделять различные углеводороды внутрь шины. Особенно, если она нагревается очень горячими тормозами.
Чтобы эта смесь не самовоспламенилась (а 14 атмосфер горючей смеси внутри ниши шасси самолёта — это очень нехило), и нужен инертный газ, заполняющий объём шины. Азот же — самый доступный из них: его в воздухе аж 78%.

Для закачки используется зарядный штуцер, ввёрнутый в наружную половинку диска:

Золотник этого штуцера по конструкции совершенно аналогичен автомобильному, разве только на некоторых типах колёс он больше по размеру.
Нормальное давление азота в шинах Boeing-737 и Airbus-320 — около 14 атмосфер (в автомобильных — порядка 2 атм). Давление проверяется приблизительно раз в сутки по форме линейного обслуживания Daily-check.
Для защиты от перенаддува на некоторых дисках бывают установлены предохранительные мембраны, разрушающиеся при превышении давления внутри колеса. Штука полезная, так как в мире бывали случаи сильного перенаддува колёс при зарядке перед установкой. Обычно в таких случаях разрывается диск колеса (внутри которого азот поступает внутрь шины), и близстоящие работники получают различные увечья. Boeing выпускал иллюстрированное предостережение насчёт.

Окончательную накачку до рабочего давления производители техники рекомендуют производить после установки колеса, уже на самолёте.

Внутри диска колеса находится (как мне кажется) теплозащитный экран, отделяющий тормозные диски от диска колеса и уменьшающий нагрев последнего:

Вот он в верхней части, весь такой зеркальный.

Стального цвета направляющие входят в пазы тормозных дисков при установке колеса.

Кстати, по сравнению с Ту-154 эта конструкция гораздо более удобна — там устроено наоборот (выступы на тормозных дисках, а вырезы — в колёсных), что довольно-таки затрудняло установку колёс (зато они там были меньше и легче).

Колесо опирается на ось через два роликовых конических подшипника — внешний и внутренний.

(См. самое первое фото)
Далее, в самом центре колёсного диска, находится крышка.
Под ней тоже есть интересного.
Крышка крепится просто — всего одним хомутом:

Если его снять, мы видим завораживающее:

(Я аж балдею от этого вида )

Если опять же рассматривать снаружи внутрь (в данном случае — сверху вниз), то мы видим:
Белое — кольцевой выступ диска колеса, за каковой выступ крепится крышка,
Чёрное — уплотнение наружного подшипника. Думаю, для предотвращения выбивания смазки из него и, может, заодно для защиты его от грязи.

Далее — корончатая гайка, которой и крепится колесо к оси.
Да, кстати — колесо крепится всего одной гайкой
Эта гайка законтрена двумя диаметрально расположенными небольшими болтами, проходящими через прорези гайки в отверстия в оси колеса (ось — это невращающаяся часть, растёт из амортстойки).
Гайки болтов контрятся шплинтами.
(А вот на 737 это сделано ещё лучше — там для контровки такой гайки используется всего одно пружинное кольцо, вставляемое сквозь отверстие в гайке в отверстие шайбы. Правда, тут зато шайбы той нет)

И, наконец, в самой серёдке — наконечник датчика скорости вращения колеса.
В амортстойке, в оси каждого из основных колёс, есть свой электрический датчик частоты вращения.
Сам датчик находится внутри оси, а его валик торчит наружу наконечником со внутренними шлицами:

Крышка находится на колесе и, разумеется, вращается вместе с ним. Вращая ротор датчика.
Сигналы ото всех датчиков поступают в систему антиюзовой автоматики, которая регулирует давление подводимой в тормоз каждого колеса гидрожидкости и подтормаживает колёса таким образом, чтобы они не проскальзывали. То есть пилот может нажимать тапку со всей дури, но работающая антиюзовая система не даст ему снести колёса, а будет обеспечивать максимально эффективное торможение.

В заключение — о покрышках/шинах.
Шины на современных колёсах бескамерные, армированные стальным кордом. Не знаю, как на 320, а на 737 шина переднего колеса содержит 7 или 9 слоёв металлического корда, а основного колеса — 14. Кроме них, ближе к поверхности резины присутствуют ещё два тонких нитяных корда. В общем случае, по этим нитяным кордам определяется допустимость износа протектора.

Новая покрышка выглядит так:

Тут глубина канавок — порядка сантиметра, а ширина канавок — сантиметра полтора-два (примерно).

Для разных типов самолётов устанавливаются различные предельные значения износа поверхности шин, но в целом они очень похожи и различаются лишь незначительными деталями. Наверное, потому, что производители шин одни и те же — Michelin, GoodYear, Yokohama.

Для примера несколько видов износа.

Если накачанное колесо изнашивается до дна канавок, его обычно пора менять.
Вообще, по моим подсчётам, колёса меняются довольно редко. В среднем по нескольким самолётам, на каждом из них менялось примерно по три колеса в месяц. Учитывая, что на 320-м колёс всего шесть, получается, что каждое колесо меняется в среднем раз в два месяца (если предположить, что у нас хромает отчётность, то можно увеличить ориентировочную интенсивность до одного раза в месяц на каждое колесо).
Разумеется, бывают и более частые замены по порезам.

После сдутия колесо выглядит так:

Износ до первого нитяного корда:

Обычно это уже не допускается. Разве что до базы.
На Airbus. Хотя про Боинги пишут, что такового износа следует избегать по экономическим соображениям — чтобы обеспечить наварку резины на уже изношенную покрышку.

Что интересно, нигде в документах не указывают допустимую глубину пореза
Везде ориентируются на повреждённость нитяного и основного кордов.
Есть также допуски на ширину и длину порезов.

Два нитяных корда на колесе от Boeing-767:

Ну что же.
Пожалуй, это всё, что вспомнилось на данный момент про колёса.

Читайте также: