Для пассажира посадка большого авиалайнера выглядит довольно просто: самолёт касается полосы, колёса начинают вращаться, а затем машина быстро замедляется. Иногда в момент касания можно заметить короткую белую дымку от шин. Кажется, что именно тормоза в этот момент испытывают максимальную нагрузку.

Однако на самом деле всё происходит немного иначе.

При посадке на скорости порядка 230–280 км/ч самолёт массой в десятки или даже сотни тонн должен за считанные секунды перейти от полёта к движению по земле. И главная работа по снижению скорости начинается далеко не с колёсных тормозов.

Колёса сначала стоят, а потом мгновенно раскручиваются

Пока самолёт находится в воздухе, его колёса не вращаются с посадочной скоростью. Шасси выпущено, но колёса остаются практически неподвижными относительно своих осей.

В момент касания происходит резкий переход. Покрышка, которая только что была неподвижной, соприкасается с полосой, движущейся относительно неё со скоростью самолёта. За доли секунды колесо раскручивается до огромной угловой скорости.

Именно поэтому иногда появляется знакомое облачко белого дыма.

Это не обязательно означает, что шина загорелась или что тормозная система работает на пределе. В основном дым возникает из-за кратковременного проскальзывания резины по бетону или асфальту, пока колесо не успело синхронизировать своё вращение со скоростью движения самолёта.

После раскрутки колёса уже свободно вращаются, а дальше в дело вступает целый комплекс других систем.

Почему авиационные шины выдерживают такой удар?

На первый взгляд кажется, что авиашина — это просто очень большая версия автомобильной покрышки. Но конструктивно они значительно отличаются.

Авиационные шины рассчитаны одновременно на огромную вертикальную нагрузку, высокую скорость вращения, резкие перепады температуры и многократные ударные нагрузки.

Внутри покрышки находится сложный каркас из прочных кордовых материалов. Количество слоёв и их расположение подбираются таким образом, чтобы шина сохраняла форму даже при экстремальном воздействии.

Ещё одна важная особенность — давление. Оно значительно выше, чем в большинстве автомобильных шин, и у крупных пассажирских самолётов может достигать примерно 10–15 бар и более в зависимости от типа колеса и самолёта.

Высокое давление уменьшает деформацию покрышки при касании полосы и позволяет ей выдерживать колоссальные нагрузки.

Причём шина должна выдерживать не только сам вес самолёта. При посадке нагрузка кратковременно возрастает из-за удара о покрытие, неровностей полосы и особенностей распределения массы между стойками шасси.

Зачем большим самолётам десятки колёс?

Если посмотреть на шасси тяжёлого авиалайнера, может возникнуть вопрос: зачем ему столько колёс?

Увеличение количества шин решает сразу несколько задач.

Во-первых, вес самолёта распределяется между большим числом точек опоры. Это уменьшает нагрузку на каждую отдельную шину и стойку шасси.

Во-вторых, снижается воздействие на взлётно-посадочную полосу. Огромная масса самолёта не давит на покрытие через несколько небольших точек.

Например, у Boeing 747 используется 18 основных и носовых колёс, а у Airbus A380 — 22. У гигантского Ан-225 «Мрия» было 32 колеса шасси.

Большое количество колёс — это не просто попытка «распределить вес». Такая схема позволяет создавать более устойчивую конструкцию и сохранять способность самолёта безопасно двигаться по земле даже при отдельных неисправностях.

А если одна из шин лопнет?

Для пассажира звук лопнувшей шины мог бы показаться крайне тревожным. Но авиационные конструкторы изначально учитывают вероятность повреждения колёс.

Самолёт не должен становиться неуправляемым только из-за отказа одного элемента шасси. Конструкция предусматривает перераспределение нагрузки между оставшимися колёсами, а сама техника проходит испытания, в которых моделируются различные нештатные ситуации.

Разумеется, повреждение шины может потребовать специальной процедуры после посадки и осмотра самолёта. Но сама по себе неисправность одной покрышки не означает, что лайнер обязательно окажется в катастрофической ситуации.

В авиации действует важный принцип: единичный отказ должен быть максимально изолирован от остальных систем.

Почему самолёт не останавливается одними тормозами?

Вот здесь начинается самое интересное.

После касания полосы пилоты не просто нажимают на тормоза и ждут остановки. Самолёт использует несколько способов погасить кинетическую энергию.

Первым помощником становятся спойлеры — специальные панели на верхней поверхности крыла. После приземления они поднимаются и резко уменьшают подъёмную силу. Самолёт сильнее «садится» на шасси, благодаря чему колёса получают больше сцепления с полосой.

Затем может использоваться реверс тяги. Двигатель продолжает работать, но поток воздуха направляется таким образом, чтобы создавать силу, препятствующую движению вперёд.

И только после этого особенно заметную роль начинают играть колёсные тормоза.

У современных пассажирских самолётов они способны поглощать огромное количество энергии. При интенсивном торможении тормозные диски нагреваются до очень высокой температуры — в экстремальных случаях температура может превышать 1000 °C.

При этом система торможения постоянно контролирует вращение колёс. Антиблокировочная автоматика не позволяет колесу просто остановиться и начать скользить по полосе.

Получается своеобразная эстафета: крыло перестаёт создавать подъёмную силу, реверс помогает уменьшить скорость, а колёсные тормоза постепенно забирают на себя всё большую часть работы.

Почему колёса самолёта заполняют азотом?

Есть ещё одна интересная деталь, которую пассажиры обычно не замечают.

В авиации для заполнения шин широко применяется сухой азот.

Причина связана с экстремальными условиями эксплуатации. Во время полёта температура наружного воздуха на эшелоне может опускаться ниже −50 °C. После посадки колёса оказываются рядом с тормозами, которые способны раскаляться до сотен градусов.

Сухой азот не содержит значительного количества водяного пара, поэтому при нагреве и охлаждении давление в шине ведёт себя более предсказуемо. Кроме того, отсутствие большого количества кислорода снижает риск окислительных процессов внутри колеса.

Это особенно важно в конструкции, которая работает одновременно на высокой скорости, под огромной нагрузкой и при резких изменениях температуры.

Посадка — это работа сразу нескольких систем

Белый дым от шин при касании полосы — лишь маленькая деталь огромного процесса.

В этот момент одновременно работают амортизаторы шасси, колёса, спойлеры, тормозная система, реверс двигателей и многочисленные электронные системы управления.

Именно поэтому самолёт нельзя сравнивать с автомобилем, который просто нажимает на педаль тормоза после остановки двигателя.

Лайнер массой в сотни тонн должен безопасно рассеять колоссальную кинетическую энергию. Для этого инженеры не полагаются на одну систему. Каждая из них выполняет свою часть работы, а вместе они позволяют самолёту остановиться даже после посадки на огромной скорости.

И в следующий раз, когда увидите из иллюминатора белое облачко дыма под колёсами, вспомните: это не начало торможения, а всего лишь первые мгновения контакта многотонного самолёта с землёй.

Без автора