Тормозная система предназначена для торможения на рулении, пробеге и стоянке самолета. Величина коэффициента трения между колесом и поверхностью аэродрома зависит от вида и состояния покрытия ВПП, состояния пневматика, скорости движения самолета и, кроме того, от проскальзывания колеса относительно поверхности полосы. С увеличением давления зарядки пневматика, скорости движения и увлажнением поверхности ВПП коэффициент трения уменьшается. Он уменьшается также и по мере увеличения износа пневматика. Если износ протектора составляет 90 %, то в случае торможения по мокрой полосе коэффициент трения падает на 20-40 % (тем больше, чем больше скорость движения).
Проскальзывание характеризуют относительной величиной
,
где wТ и wК – угловая скорость вращения колеса при торможении и при свободном качении.
Рис.6.9. Зависимость коэффициента трения от проскальзывания колес
Если проскальзывание отсутствует, коэффициент трения близок к нулю. С увеличением проскальзывания он быстро возрастает и при s = 0,15-0,30 достигает максимума, а затем падает (рис. 6.9.). Невращающееся колесо (s = 1) двигается юзом с коэффициентом трения на 25-30 % меньше максимального значения. Длина пробега при этом увеличивается, протектор и корд пневматика быстро истираются, срок службы его резко сокращается, возникает опасность разрушения и срыва пневматика. Последнее может привести к резкому развороту самолета в сторону разрушенного пневматика и выкатыванию за пределы полосы и к аварии.
На лёгких нескоростных самолётах применяются колёса с колодочными и камерными тормозами, развивающие небольшие тормозные моменты. На тяжелых самолётах применяются колёса с дисковыми гидравлическими тормозами.
Дисковые тормоза состоят из набора дисков (рис. 6.10), поочередно соединенных (через один) с барабаном колеса и вращающихся вместе с ним, и дисков, закреплённых неподвижно на оси колеса.
Рис. 6.10. Схема дискового тормоза:
1 – корпус тормоза; 2 – нажимной диск; 3 – поршень; 4 – барабан колеса; 5 – металлокермические диски; 6 – биметаллические диски; 7 – шлицы
Тормозной момент создается силами трения между дисками при их прижатии друг к другу. Прижимаются диски при помощи силовых цилиндров, расположенных по окружности неподвижной части колеса, в которые подается давление жидкости из системы торможения колес. При уменьшении давления в прижимном устройстве диски расходятся по шлицам с помощью ряда возвратных пружин, расположенных между силовыми цилиндрами. Износ тормозных дисков определяется по механическому указателю. При работе тормоза автоматически поддерживается постоянство зазора в заданных пределах в пакете дисков. На современных колесах для исключения проскальзывания покрышки применяют автоматическое регулирование тормозного момента на пределе «юза». В случае, когда в процессе торможения колесо вступает в юз, антиюзовый автомат уменьшает давление в тормозах, осуществляя растормаживание колес. При этом обеспечивается минимальный износ колес, максимальный коэффициент трения между колесом и поверхностью аэродрома и, соответственно, минимальная длина пробега. Все тормозные колёса оборудуются сигнализаторами превышения предельных температур – термосвидетелями, выплавляющимися при температуре 120-130° С. При выплавлении одного или двух термосвидетелей визуально осматривают борта колеса и шины, тормоз по доступным местам. При отсутствии повреждений колесо допускается к дальнейшей эксплуатации. При выплавлении трех термосвидетелей одновременно на одном колесе шина бракуется. Шина и тормоз колеса тщательно осматриваются, изучаются условия посадки. При удовлетворительном состоянии колесо допускается к дальнейшей эксплуатации. При вторичном выплавлении трех термосвидетелей одновременно колесо и шина бракуются, тормоз направляется в ремонт.
Системы торможения колёс обеспечивают:
o надежное торможение колёс при стоянке, рулении, маневрировании, пробеге, прерванном взлёте, буксировке и перед страгиванием;
o возможность одновременного, а также дифференцированного торможения колёс основных опор шасси;
o затормаживание колес всех опор шасси после отрыва;
o фиксированное торможение самолёта на стоянке.
Предусматриваются меры, исключающие возможность посадки самолёта с заторможенными колёсами.
Тормоза колес основных опор шасси имеют воздушное принудительное охлаждение. Вентиляторы системы охлаждения смонтированы в осях колес. Включение и выключение вентиляторов производится автоматически, а при необходимости вручную.
Управление основной системой торможения осуществляется педалями, установленными в кабине экипажа. Пилот, отклоняя педали, через передающий механизм воздействует на редукционные клапаны, которые при нажатии тормозной педали на полный ход обеспечивают возможное максимальное давление в тормозах. Для повышения маневренности на рулении управление обеспечивает как одновременное, так и раздельное торможение колес левой и правой основных опор.
ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ И СИЛОВЫЕ СХЕМЫШАССИ. Основными частями шасси являются: колеса, лыжи или гусеницы, амортизаторы, боковые, задние или передние подкосы, замки, запирающие опоры в выпущенном или убранном положениях, подъемники, обеспечивающие уборку и выпуск опор.
Неубирающееся шасси в настоящее время применяется редко, подъемника и замков не имеет.
По конструктивно-силовым схемам шасси можно разделить на ферменные, балочные и ферменно-балочные.
Ферменное шасси (рис. 9.2) образует пространственная ферма, к которой крепится ось колес. Стержни фермы, в число которых входит и амортизационная стойка', воспринимают усилия сжатия и растяжения. Несмотря на малую массу и конструктивную простоту, ферменное шасси в настоящее время применяется редко и только на самолетах малых скоростей, так как уборка такого шасси чрезвычайно затруднена.
Балочное шасси (рис. 9.3) представляет собой консольную балку, верхний конец которой крепится к крылу или фюзеляжу. На нижнем конце балки крепится колесо или лыжа. Стойка шасси под действием силы реакции земли работает на сжатие и изгиб. Максимальный изгибающий момент будет в узле крепления, поэтому узел крепления самолету должен быть достаточно мощным.
Рис.9.2. Шасси ферменного типа
1 — узел крепления полуоси к переднему подкосу; 2 — узел крепления заднего подкоса к переднему подкосу; 3 — амортизатор; 4 — передний подкос; 5 — задний подкос; 6 — узел крепления передних подкосов к фюзеляжу; 7 — узел крепления задних подкосов к фюзеляжу; 8 — узел крепления амортизатора
Балочное шасси (рис. 9.3) представляет собой консольную балку, верхний конец которой крепится к крылу или фюзеляжу. На нижнем конце балки крепится колесо или лыжа. Стойка шасси под действием силы реакции земли работает на сжатие и изгиб. Максимальный изгибающий момент будет в узле крепления, поэтому узел крепления стойки к самолету должен быть достаточно мощным.
Рис.9.3 Балочное шасси
1— створка; 2— цилиндр управления закрытием (открытием) створки; 3—цилиндр уборки (выпуска) шасси; 4— балка (стойка); 5 — колесо
Для обеспечения необходимой устойчивости и маневренности самолета во время движения его по взлетно-посадочной полосе (ВПП) опорные точки шасси должны быть размещены на определенном расстоянии друг от друга и от центра тяжести самолета.
Основные величины, характеризующие расположение опорных точек самолетов, следующие: колея, база, высота шасси, угол стоянки н угол выноса основных колес относительно вертикали самолета (рис. 8.2).
Колея шасси b, т. е. расстояние между центрами площадей контактов основных колес с землей определяет поперечную устойчивость самолета и легкость маневрирования его по земле. Чем шире колея, тем меньше возможность опрокидывания самолета на крыло и тем лучше управление самолета на земле с помощью тормозов. Однако устойчивость пути при этом ухудшается, так как самолет становится более чувствительным ко всяким неровностям аэродрома. При недостаточно широкой колее самолет при взлете и посадке с креном может коснуться концом крыла земли. У современных самолетов колея шасси обычно составляет 0,15—0,35 размаха крыла, а колея самолетов с небольшим удлинением крыла (λ<4,5) —0,5 размаха.
Высота шасси самолета Н — расстояние от земли до центра тяжести самолета. Для самолетов с поршневыми и турбовинтовыми двигателями высота шасси выбирается из условия, что при горизонтальном положении базовой линии самолета расстояние от концов лопастей воздушных винтов при полном обжатии пневматиков колес и амортизационных стоек до поверхности аэродрома должно быть не менее 50 см.
У самолетов с газотурбинными двигателями высота шасси принимается минимальной, при условии выдерживания угла φ в пределах, обеспечивающих посадочный угол атаки крыла αпос. Угол φ- называют углом опрокидывания. Для самолета с передним колесом Ф — это угол между плоскостью, касательной к основным колесам шасси и хвостовой опоре, и землей при стоянке самолета
где: αПос —угол атаки при су пос;
α'кр — угол установки крыла, т. е. угол между корневой хордой крыла и базовой линией фюзеляжа;
φ 1 — стояночный угол самолета.
База шасси В — расстояние между центрами колес основных и передних (хвостовых) опор. Для шасси с передней опорой выгоднее базу делать возможно большей, так как при этом уменьшает-
Рис. 8.2. Основные параметры шасси самолета
ся опасность опрокидывания самолета через нос. База определяет нагрузку на переднюю или хвостовую опору, и чем больше база, тем нагрузка на вспомогательную опору меньше. База шасси современных самолетов составляет 20—40% длины фюзеляжа. База шасси с хвостовой опорой особого значения не имеет, она выбирается из условий получения необходимого угла стоянки, а также малой нагрузки на хвостовую опору.
Стояночный угол самолета φi—угол между продольной осью самолета и горизонтом. Для шасси с передней опорой он составляет 0—4°, a для шасси с хвостовой опорой φ1 = αПОС—α'Кр. Для шасси с передним колесом большое значение имеет угол выноса шасси назад у — угол между вертикалью и плоскостью, проходящей через центр тяжести самолета и точки касания основных колес шасси с землей при стоянке самолета и необжатых амортизаторах. Этот угол должен быть минимальным для уменьшения нагрузки на переднюю опору, но в то же время достаточным для предохранения от опрокидывания самолета на хвост при любой посадке. Поэтому угол γ=φ+(1—2)°, где: φ— угол опрокидывания.