چگونگی کاهش سرعت در هواپیما

وزن و سرعت فرود هواپیماهای غول پیكر امروزی بقدری بالاست كه ترمز هیدرولیكی هواپیما به تنهایی توان متوقف كردن آن را در یك فاصله معین و كوتاه را ندارد پس بنابراین ما نیازمند ابزارهای دیگری هستیم تا بلكه بتوانیم مقداری از سرعت هواپیما را قبل از برخورد چرخ‏ها به زمین بكاهیم.
وزن و سرعت فرود هواپیماهای غول پیكر امروزی بقدری بالاست كه ترمز هیدرولیكی هواپیما به تنهایی توان متوقف كردن آن را در یك فاصله معین و كوتاه را ندارد پس بنابراین ما نیازمند ابزارهای دیگری هستیم تا بلكه بتوانیم مقداری از سرعت هواپیما را قبل از برخورد چرخ‏ها به زمین بكاهیم. یك وسیله ساده و در عین حال مفید می‏تواند این باشد كه ما جریان هوای خروجی از موتور را عكس نمائیم وقتی كه ما این كار را انجام می‏دهیم علاوه براینكه ما مقداری از نیروی جلوبرندگی موتور را حذف كرده‏ایم در عین حال توانسته‏ایم مقداری شتاب در خلاف جهت سرعت به هواپیما بدهیم.
در اینجا دو روش كلی برای كاهش سرعـت نام برده می‏شود :
1-Clamshell – type و 2- Bucket – type كه در نوع clam – shell type ما تنها از سیستم نیوماتیك برای كار استفاده می‏كنیم و در نوع bucket – type ما هم هیدرولیكی و هم نیوماتیكی عمل می‏كنیم. نحوه كار بسیار ساده است به گونه‎‏ای كه توسط یك سیستم مكانیكی ساده یك منحرف كننده جریان هوا در برابر حفره شتاب دهنده قرار می‏گیرد و جهت آن را به صورت مضاعف برمی‏گرداند. حال باید اضافه كنم كه درپوش بازگشت هوا پوسته موتور را شكل می‏دهد. و وقتی كه باز می‏شود می‏توان باعث اختلال در جریاناتی هوایی گذرا از آن بشود.
حال می‏خواهیم به عنوان مثال سیستم كاهش سرعت یك هواپیمای مدرن مانند (A-340) را با هم بررسی كنیم. در هواپیماهای قدیمی فرامین كنترل پروازی بوسیله سیم و میله صورت می‏گرفته در صورتی كه در هواپیماهای غول پیكر امروزی چنین كاری محال است. زیرا به عنوان مثال ما چندین تن نیرو برای حركت 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 مكانیكی) به عنوان مثال هواپیمای Airbus-340 نزدیك به 80 متر طول دارد و 75 متر span دارد كه این امر تنها به كمك سیستم هیدرولیك مقدور می‏باشد.
مدارهای هیدرولیكی:
هواپیما A-340 به یك مخزن روغن كه حاوی فشار 4.5 bar) یا (65 psi است مجهز شده‏اند. یك پمپ كه به موتور هواپیما متصل است این روغن را در یك فشار بسیار بالا نزدیك 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 یك سیستم بسپاریم زیرا در صورت از دست دادن آن فاجعه به بار خواهد آمد. در واقع 3 مدار هیدرولیكی مستقل كه هر كدام مخزن و پمپ مخصوص به خود را دارند تعبیه شده است.
Thrust Reverser
Thrust Reverser یك سیستم ترمزی است كه 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 كه به موتور Turbo Fan مجهز هستند نیروی جلوبرندگی خود را از دو منبع می‏گیرند. 1- گازهای داغی كه از احتراق ناشی از سوخت حاصل می‏گردد. 2- جریان هوای سردی كه توسط Fan (فن) تولید می‎‏شود. هنگامی كه هواپیما می‏نشیند جریان هوای متحرك مانند یك آبشار هوایی از كنار پوسته مركزی باز می‏گردد و باعث كاهش سرعت می‏شود (مانند شكل) 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 كاهش سرعت و در نتیجه بهتر ترمز كردن هواپیما خواهد شد.
بررسی مكانیزم:
سیستم هیدرولیكی كه كارخانه (messier – bugatti) برای هواپیمای A-340 تدارك دیده شامل شش actuator و دو up lock است. تا هنگامیكه هواپیما در حال پرواز است بخش كاهش سرعت قفل است و دو Pin كه هر كدام در دو طرف پوسته موتور قرار دارند بوسیله دو Up lock نگه داشته می‏شوند وقتی خلیان Reveser را فعال می‏نماید سیستم هیدرولیك روغن را تحت فشار به جك عمل كننده می‏فرستد و به پیستونهایی كه پوسته متحرك را حركت می‏دهد نیرو وارد می‏كند. وقتی سیستم ترمزی هواپیما وظیفه خود را انجام داد Pin خیلی سریع بسته می‏شود و كلاهك آن مجدداً قفل می‏شود. این روند ممكن است آسان به نظر برسد ولی این سیستم ملزم به روند و عملیات ریز و ظریف و فن‏آوری هوشمند است.
یك سیستم ایمنی بسیار مهم و حیاتی:
البته این سیستم در حین پرواز نباید عمل كند پس بنابراین ما باید راهی پیدا كنیم كه در صورت اشتباه از این شش بخش هیدرولیكی چهار بخش آن دارای قفل داخلی است كه برای باز كردن آن باید دستورات صحیح از دو رایانه مستقل دریافت كند كه وظیفه این رایانه‏ها این است كه از فرودگاه اطمینان حاصل می‏كند. بنابراین اگر خلبان اشتباهاً در حین پرواز آن را فعال كرد سیستم فوق عمل نخواهد كرد.
این سیستم یك سیستم مطمئن و عالی با احتمال خطای ¬11در 000/000/1 است. برای هماهنگ بودن فعالیت ترمزی با مجبوریم كه تنها از یك مدار هیدرولیكی استفاده كنیم زیرا در غیر اینصورت هواپیما نمی‏تواند در یك خط صاف ترمز كند.
كاركرد استثنایی:
نزدیك به 365 تن نیرو نیاز است تا اینكه هواپیمایی با سرعت 300 بتواند ترمز كند. ترمزهای اضطراری (RTO) هر كدام تا 8 تن نیرو را تحمل خواهند كرد كه این مقدار نزدیك به 3/1 تن برای هر actuator خواهد بود. پیستون پشت مخزن مجبور است تا 70 سانتی‏متر را در 2 ثانیه طی كند. بطور كلی تمام جك‏های عمل كننده باید مثل هم كار كنند تا هواپیما در یك خط باقی بماند آنها حداكثر 2 میلی‏متر در 70 سانتی متر اختلاف پیدا می‏كنند.