Tarcza hamulcowa samolotu

Tarcza hamulcowa samolotu Semicorex nie jest duża, ale jest jednym z podstawowych elementów samolotu, tak samo ważna jest w przypadku silnika „serca” i „mózgu” kontrolera lotu. Podobnie jak w przypadku hamulca samochodowego, tylko odporność cieplna hamulców samolotu wymaga wyższej i zazwyczaj wykorzystuje się układ hamulcowy wielotarczowy. ThehamulceMateriały użyte do produkcji tarcz hamulcowych samolotów muszą wytrzymywać zarówno tarcie, jak i wysokie temperatury. Jaki materiał może spełnić te wymagania? Odpowiedzią są materiały kompozytowe węglowo-węglowe. We wczesnych samolotach zastosowano tarcze hamulcowe ze stali proszkowej, które miały wady, takie jak duża waga, słaba wydajność w wysokich temperaturach i krótka żywotność. Dla porównania, tarcze hamulcowe z kompozytu węglowego/węgla zapewniają doskonałą wydajność i są o 40% lżejsze niż stalowe tarcze hamulcowe (w przypadku dużych samolotów z wieloma kołami oznacza to redukcję masy o setki kilogramów, a nawet ton), dzięki czemu zyskują szerokie zastosowanie.

Układy hamulcowe samolotów (z wyjątkiem Boeinga 787) zazwyczaj wykorzystują technologię hamowania hydraulicznego. Silnik napędza pompę hydrauliczną, która przekształca niskie ciśnienie w wysokie i przekazuje to ciśnienie do siłowników hamulców za pośrednictwem przewodów hydraulicznych. Siłowniki hamulców naciskają na tarczę hamulcową samolotu, a tarcie między tarczami zapewnia moment obrotowy zapobiegający toczeniu się kół, zmniejszając w ten sposób prędkość startową samolotu.

Brzmi to prosto, ale w rzeczywistości jest dość skomplikowane. Ponieważ samoloty lądują z dużą prędkością, zawierają ogromne ilości energii. Zgodnie z prawem zachowania energii samolot musi polegać na odwracaczach ciągu i układach hamulcowych, aby pochłonąć tę ogromną energię (pomaga również opór aerodynamiczny), aby zatrzymać samolot. Podczas procesu tarcia tarcza hamulcowa samolotu przekształca większość energii kinetycznej samolotu w energię cieplną; dlatego temperatura pracytarcze hamulcowewynosi co najmniej kilkaset stopni Celsjusza.

Co więcej, układy hamulcowe samolotów są projektowane tak, aby uwzględniać wiele nieprzewidzianych okoliczności, które mogą wystąpić podczas pracy, co stawia jeszcze większe wymagania przedtarcze hamulcowe. Na przykład, co się stanie, jeśli statek powietrzny napotka nagłą sytuację podczas kołowania z dużą prędkością na pasie startowym przygotowującym się do startu i będzie musiał przerwać start? A co, jeśli samolot wkrótce po starcie wykryje awarię systemu i będzie musiał zawrócić, ale w tym momencie klapy i listwy nie będą mogły się całkowicie otworzyć? W przypadku wystąpienia tych nieprzewidzianych okoliczności tarcza hamulcowa samolotu musi pochłonąć znacznie więcej energii niż podczas normalnego lądowania.

Układy hamulcowe samolotów (z wyjątkiem Boeinga 787) zazwyczaj wykorzystują technologię hamowania hydraulicznego. Silnik napędza pompę hydrauliczną, która przekształca niskie ciśnienie w wysokie i przekazuje to ciśnienie do siłowników hamulców za pośrednictwem przewodów hydraulicznych. Siłowniki hamulców naciskają na tarczę hamulcową samolotu, a tarcie między tarczami zapewnia moment obrotowy zapobiegający toczeniu się kół, zmniejszając w ten sposób prędkość startową samolotu.

Materiały kompozytowe węgiel/węgielto materiały kompozytowe składające się z włókna węglowego jako szkieletu i węgla jako matrycy. Włókna węglowe mogą mieć postać ciągłej trójwymiarowej struktury lub losowo rozmieszczonych krótkich ciętych włókien; matrycę węglową otrzymuje się poprzez impregnację żywicą lub karbonizowaną paką lub poprzez pirolizę i osadzanie gazów węglowodorowych (takich jak gaz ziemny lub propan).

Po dziesięcioleciach badań materiały kompozytowe węgiel/węgiel produkowane nowoczesnymi procesami uzyskały takie cechy, jak wysoka wytrzymałość właściwa, wysoki moduł właściwy, odporność na wysoką temperaturę oraz doskonałe właściwości cierne i zużycie, które mogą z powodzeniem spełniać wszechstronne wymagania eksploatacyjne materiałów lotniczych i kosmicznych w warunkach wysokiej temperatury i dużych prędkości.