Пассажиры обычно воспринимают взлётно-посадочную полосу как место, где самолёт обязательно должен остановиться. Но на самом деле асфальт ВПП — далеко не последняя линия обороны. Если после посадки или прерванного взлёта воздушному судну не хватило длины полосы, оно продолжит двигаться дальше.

Именно поэтому за торцом ВПП в некоторых аэропортах можно увидеть необычную площадку, напоминающую широкое светлое покрытие. На первый взгляд кажется, что это ещё один участок бетона. Но предназначение у него совершенно другое.

Это EMAS — специальная система аварийного торможения самолётов, которая буквально заставляет воздушное судно разрушать покрытие под колёсами и за счёт этого терять скорость.

Почему самолёт может не успеть остановиться на полосе

После касания ВПП пассажирский лайнер ещё не становится неподвижным. При посадке самолёт касается земли на значительной скорости, после чего экипаж одновременно использует несколько способов торможения.

Работают колёсные тормоза, аэродинамическое сопротивление, спойлеры и, если конструкция самолёта позволяет, реверс тяги двигателей. Всё это постепенно забирает кинетическую энергию огромной машины.

Однако расчётная длина полосы не означает, что самолёт гарантированно остановится при любых обстоятельствах.

На тормозной путь влияют:

• масса воздушного судна;
• скорость в момент касания;
• состояние ВПП;
• дождь, снег и лёд;
• сила и направление ветра;
• работа тормозной системы;
• точность приземления;
• действия экипажа.

Особенно неприятной становится ситуация, когда самолёт касается земли слишком далеко от расчётной точки. Часть полосы уже потеряна, а впереди остаётся меньше пространства для торможения.

Похожая проблема возникает при прерванном взлёте. Самолёт уже набрал большую скорость, но экипаж принимает решение остановить разбег. Если остановочная дистанция оказывается недостаточной, воздушное судно может выкатиться за пределы ВПП.

И вот здесь начинается самое интересное.

Что находится за концом взлётно-посадочной полосы

В идеальном аэропорту за ВПП должна находиться свободная территория, на которой самолёт сможет безопасно замедлиться, если произойдёт выкатывание. Такая зона называется Runway Safety Area — зоной безопасности ВПП.

Её стараются сделать ровной, свободной от опасных объектов и пригодной для аварийной ситуации.

Но построить огромную свободную площадку можно далеко не везде.

Аэропорты нередко находятся в местах, где каждый метр земли буквально на вес золота. За торцом полосы может располагаться автомобильная дорога, железнодорожные пути, водоём, склон или обрыв. Некоторые аэродромы окружены плотной городской застройкой.

Иногда изменить окружающую инфраструктуру практически невозможно.

Сдвинуть автомагистраль, снести здания или отсыпать огромный участок земли ради увеличения зоны безопасности — решение слишком дорогое или технически нереализуемое.

Тогда возникает вопрос: как остановить самолёт там, где просто нет достаточного количества свободной земли?

Ответом стала система EMAS.

Покрытие, которое специально должно разрушаться

Аббревиатура EMAS расшифровывается как Engineered Materials Arresting System — инженерная система остановки воздушных судов.

Внешне она может напоминать бетонную площадку, но сравнивать её с обычной ВПП неправильно.

Асфальт или бетон взлётно-посадочной полосы должны быть максимально прочными. Они рассчитаны на огромное количество циклов посадки и взлёта.

EMAS, напротив, специально делают таким, чтобы материал разрушался под нагрузкой самолёта.

Принцип кажется парадоксальным: покрытие слабое, потому что именно его разрушение и должно спасать самолёт.

Когда колёса воздушного судна въезжают на EMAS, они начинают продавливаться в специальный материал. Образуются глубокие следы, блоки разрушаются, а перед колёсами возникает дополнительное сопротивление.

Энергия движущегося самолёта постепенно расходуется на деформацию и разрушение покрытия.

Самолёт замедляется.

Почему нельзя просто насыпать песок или гравий

На первый взгляд может показаться, что задача решается проще: достаточно сделать за полосой глубокий слой песка, гравия или другого рыхлого материала.

Но авиация не любит непредсказуемость.

Обычный грунт может по-разному вести себя после дождя, снега, мороза или длительной эксплуатации. В одном случае колесо провалится слишком глубоко, в другом — почти не встретит сопротивления.

Для тяжёлого самолёта это критично.

Если сопротивление резко возрастает, нагрузка может передаться на стойки шасси и другие элементы конструкции. Слишком сильное торможение также способно создать опасные перегрузки для людей на борту.

EMAS проектируется иначе.

Его материал имеет заранее рассчитанные характеристики разрушения. Инженеры знают, какое сопротивление должно возникать при определённой нагрузке и как самолёт будет замедляться по мере продвижения по площадке.

Получается своеобразный гигантский «поглотитель энергии».

Как EMAS тормозит многотонный самолёт

Представим, что лайнер покинул пределы ВПП.

Колёса шасси попадают на начало аварийного ложа. Верхняя часть материала начинает разрушаться. Шины погружаются внутрь покрытия, а самолёту приходится буквально прокладывать себе дорогу.

Чем глубже колёса входят в материал, тем больше энергии требуется для продолжения движения.

Вместо того чтобы свободно катиться по твёрдому покрытию, самолёт постоянно преодолевает сопротивление.

При этом никакого диспетчера, который должен нажать специальную кнопку, не требуется. Система пассивная: она начинает работать в момент контакта колёс с покрытием.

Это особенно важно в аварийной ситуации, когда счёт может идти на секунды.

EMAS не нужно подключать к тормозной системе самолёта, запускать отдельный механизм или активировать с вышки управления. Всё происходит за счёт физики.

Почему такое покрытие не делают одинаковым для всех самолётов

Универсального «аварийного пола» для любого воздушного судна не существует.

Проектирование EMAS зависит от конкретного аэропорта и самолётов, которые туда прилетают.

Инженерам приходится учитывать массу воздушного судна, характеристики шасси, количество колёс, давление в шинах, предполагаемую скорость выкатывания и доступную длину площадки.

Тяжёлый широкофюзеляжный лайнер и небольшой региональный самолёт будут совершенно по-разному взаимодействовать с материалом.

Поэтому система рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить необходимое замедление без чрезмерных нагрузок на шасси и пассажиров.

Важна и окружающая территория. Если сразу за аварийной площадкой находится обрыв, требования к эффективности системы будут совершенно другими, чем в аэропорту, где после EMAS есть ещё сотни метров свободной земли.

Что происходит с EMAS после остановки самолёта

После срабатывания аварийная площадка не превращается в бесполезную конструкцию.

Разрушенные участки материала можно заменить. Повреждённые блоки демонтируют, основание проверяют, после чего систему восстанавливают.

Это ещё одно преимущество EMAS: повреждение покрытия в аварийной ситуации не означает необходимость полностью перестраивать огромный участок аэродрома.

При этом сама площадка постоянно контролируется. Материал должен сохранять необходимые свойства несмотря на дождь, снег, солнечный свет, перепады температур, эксплуатационные нагрузки и воздействие различных жидкостей.

Реальный пример: когда EMAS оказался последней защитой

Один из наиболее известных случаев произошёл в 2010 году в аэропорту Йегер в американской Западной Вирджинии.

Региональный Bombardier CRJ-200 прервал взлёт, но самолёт не успел остановиться в пределах ВПП. Воздушное судно выкатилось за пределы полосы и попало на установленную там систему EMAS.

Покрытие начало разрушаться под колёсами, быстро поглощая энергию движения. В результате самолёт остановился на аварийной площадке, не сорвавшись с расположенного дальше склона.

На борту находились десятки людей, но серьёзных травм удалось избежать.

Именно такие случаи лучше всего показывают смысл системы. EMAS не делает аварии невозможными. Она создаёт дополнительные метры безопасности там, где обычными способами их получить нельзя.

Почему «слабый» бетон оказывается сильнее обычного

В авиации безопасность далеко не всегда означает использование максимально прочного материала.

Иногда нужный результат даёт совершенно противоположный подход.

Обычный бетон должен выдерживать нагрузку. Материал EMAS должен контролируемо уступать под ней.

Самолёт обладает огромной кинетической энергией. Чтобы остановить его, эту энергию необходимо куда-то деть. Часть поглощают тормоза, часть — сопротивление воздуха, часть — реверс тяги и другие системы.

А если самолёт оказался за пределами ВПП, EMAS превращает оставшуюся энергию в разрушение специального материала.

В этом и заключается инженерный парадокс: покрытие, которое обязано сломаться, становится последним препятствием между самолётом и обрывом, дорогой или водой.

Именно поэтому за некоторыми взлётно-посадочными полосами можно увидеть странные светлые прямоугольные площадки. Они предназначены не для обычной эксплуатации и не являются продолжением ВПП.

Это своеобразная страховочная система аэропорта.

Пассажир может никогда не заметить её существования. Но если самолёту однажды не хватит нескольких десятков метров для остановки, именно эти непрочные на вид блоки могут оказаться самым важным покрытием на всём аэродроме.

Без автора