نحوه کاهش سرعت در هواپیما

وزن و سرعت فرود هواپیماهای غول پیکر امروزی بقدری بالاست که ترمز هیدرولیکی هواپیما به تنهایی توان متوقف کردن آن را در یک فاصله معین و کوتاه را ندارد پس بنابراین ما نیازمند ابزارهای دیگری هستیم تا بلکه بتوانیم مقداری از سرعت هواپیما را قبل از برخورد چرخ‏ها به زمین بکاهیم. یک وسیله ساده و در عین حال مفید می‏تواند این باشد که ما  جریان هوای خروجی از موتور را عکس نمائیم وقتی که ما این کار را انجام می‏دهیم علاوه براینکه ما مقداری از نیروی جلوبرندگی موتور را حذف کرده ‏ایم در عین حال توانسته‏ایم مقداری شتاب در خلاف جهت سرعت به هواپیما بدهیم.

 در اینجا دو روش کلی برای کاهش سرعـت نام برده می‏شود 1- Clamshell – type و 2- Bucket – type که در نوع clam – shell type ما تنها از سیستم نیوماتیک برای کار استفاده می‏کنیم و در نوع bucket – type ما هم هیدرولیکی و هم نیوماتیکی عمل می‏کنیم. نحوه کار بسیار ساده است به گونه‎‏ای که توسط یک سیستم مکانیکی ساده یک منحرف کننده جریان هوا در برابر حفره شتاب دهنده قرار می‏گیرد و جهت آن را به صورت مضاعف برمی‏گرداند. حال باید اضافه کنم که درپوش بازگشت هوا پوسته موتور را شکل می‏دهد. و وقتی که باز می‏شود می‏توان باعث اختلال در جریاناتی هوایی گذرا از آن بشود.

حال می‏خواهیم به عنوان مثال سیستم کاهش سرعت یک هواپیمای مدرن مانند (A-340) را با هم بررسی کنیم. در هواپیماهای قدیمی فرامین کنترل پروازی بوسیله سیم و میله صورت می‏گرفته در صورتی که در هواپیماهای غول پیکر امروزی چنین کاری محال است. زیرا به عنوان مثال ما چندین تن نیرو برای حرکت دادن شهپرها و ارابه فرود هواپیما نیاز داریم و در ضمن ما برای انتقال نیرو به چند صدمتر آنطرف‎‏تر نمی‏توانیم از سیم و میله استفاده نمائیم (بدلیل افزایش وزن و افت مکانیکی) به عنوان مثال هواپیمای Airbus-340 نزدیک به 80 متر طول دارد و 75 متر span دارد که این امر تنها به کمک سیستم هیدرولیک مقدور می‏باشد.

مدارهای هیدرولیکی:

هواپیما A-340 به یک مخزن روغن که حاوی فشار 4.5 bar) یا (65 psi است مجهز شده‏اند. یک پمپ که به موتور هواپیما متصل است این روغن را در یک فشار بسیار بالا نزدیک به 2975 psi) یا (205 bar به گردش در می‏آورد. و با جریانی حدود 175 lit/min به اجزای مختلف می‏فرستد و با فشار پائین‏تری به مخزن باز می‏گردد.

مسلماً در چنین هواپیمایی ما نمی‏توانیم تمام فعالیت‏های خود را به یک سیستم بسپاریم زیرا در صورت از دست دادن آن فاجعه به بار خواهد آمد. در واقع 3 مدار هیدرولیکی مستقل که هر کدام مخزن و پمپ مخصوص به خود را دارند تعبیه شده است.
Thrust Reverser

Thrust Reverser یک سیستم ترمزی است که در پوسته موتور قرار گرفته و شامل سه قسمت است:

 1- ورودی هوا 2- فن و دستگاه تولید نیروی جلو برندگی  3- Thrust Reverser

هواپیماهای مدرن که به موتور Turbo Fan مجهز هستند نیروی جلوبرندگی خود را از دو منبع می‏گیرند. 1- گازهای داغی که از احتراق ناشی از سوخت حاصل می‏گردد. 2- جریان هوای سردی که توسط Fan (فن) تولید می‎‏شود. هنگامی که هواپیما می‏نشیند جریان هوای متحرک مانند یک آبشار هوایی از کنار پوسته مرکزی باز می‏گردد و باعث کاهش سرعت می‏شود  در همان هنگام بالچه‏ها در مقابل جریان هوای پائین می‏آیند و با پائین آمدن خود در مقابل پوسته موتور قرار می‏گیرد جریان هوای بازگشت داده شده از موتور و همچنین جریان بالچه باعث کاهش سرعت و در نتیجه بهتر ترمز کردن هواپیما خواهد شد.

بررسی مکانیزم:

سیستم هیدرولیکی که کارخانه (messier – bugatti) برای هواپیمای A-340  تدارک دیده شامل شش actuator و دو up lock است. تا هنگامیکه هواپیما در حال پرواز است بخش کاهش سرعت قفل است و دو Pin که هر کدام در دو طرف پوسته موتور قرار دارند بوسیله دو Up lock نگه داشته می‏شوند وقتی خلیان Reveser را فعال می‏نماید سیستم هیدرولیک روغن را تحت فشار به جک عمل کننده می‏فرستد و به پیستونهایی که پوسته متحرک را حرکت می‏دهد نیرو وارد می‏کند. وقتی سیستم ترمزی هواپیما وظیفه خود را انجام داد Pin خیلی سریع بسته می‏شود و کلاهک آن مجدداً قفل می‏شود. این روند ممکن است آسان به نظر برسد ولی این سیستم ملزم به روند و عملیات ریز و ظریف و فن‏آوری هوشمند است.

یک سیستم ایمنی بسیار مهم و حیاتی:

البته این سیستم در حین پرواز نباید عمل کند پس بنابراین ما باید راهی پیدا کنیم که در صورت اشتباه از این شش بخش هیدرولیکی چهار بخش آن دارای قفل داخلی است که برای باز کردن آن باید دستورات صحیح از دو رایانه مستقل دریافت کند که وظیفه این رایانه‏ها این است که از فرودگاه اطمینان حاصل می‏کند. بنابراین اگر خلبان اشتباهاً در حین پرواز آن را فعال کرد سیستم فوق عمل نخواهد کرد.

این سیستم یک سیستم مطمئن و عالی با احتمال خطای ¬11در 000/000/1 است. برای هماهنگ بودن فعالیت ترمزی با مجبوریم که تنها از یک مدار هیدرولیکی استفاده کنیم زیرا در غیر اینصورت هواپیما نمی‏تواند در یک خط صاف ترمز کند.

کارکرد استثنایی:

نزدیک به 365 تن نیرو نیاز است تا اینکه هواپیمایی با سرعت    300 بتواند ترمز کند. ترمزهای اضطراری (RTO) هر کدام تا 8 تن نیرو را تحمل خواهند کرد که این مقدار نزدیک به 3/1 تن برای هر actuator خواهد بود. پیستون پشت مخزن مجبور است تا 70 سانتی‏متر را در 2 ثانیه طی کند. بطور کلی تمام جک‏های عمل کننده باید مثل هم کار کنند تا هواپیما در یک خط باقی بماند آنها حداکثر 2 میلی‏متر در 70 سانتی متر اختلاف پیدا می‏کنند.