중량급 여객기의 이착륙시 고속 감속방법

중량급 여객기의 이착륙시 고속 감속방법

 

일반적으로 항공과 관련이 없는 사람들에게는 비행기의 존재 자체가 질문의 바다를 불러일으킨다. 예를 들어, 비행기에 브레이크가 있을까? 어쨌든 비행기는 고속으로 날고 무게가 많이 나가며 착륙 후에는 어떻게든 멈춰야 한다. 결국, 자동차와 유사한 브레이크 메커니즘이 그러한 기체의 속도를 줄이기에 충분할 가능성은 거의 없다.

 

Brake pads

Car brakes

 

자동차의 전체 구조에서 많은 부품 중에서 브레이크는 마모되기 가장 쉬운 부품이다. 자동차는 여러 가지 방법으로 속도를 줄이고 멈출 수 

있지만 디스크(드럼) 브레이크만 빠르게 멈출 수 있다. 그러나 여기에는 몇 가지 흥미로운 점이 있다.

첫째, 브레이크 디스크와 패드는 아무리 약간이라도 제동할 때마다 마모된다.

둘째, 자동차가 빨리 움직일수록 마모가 커지고 제동 과정이 더 어려워진다. 승용차의 무게는 2-3톤에 불과하지만, 고속에서 브레이크를 밝은 붉은색으로 가열하기에 충분한 무게다. 이것은 차가 빨리 멈추기에 충분하지 않으며, 관성은 속도가 0으로 떨어지기 전에 오랫동안 차를

잡아당긴다. 그러나 비행기는 크고 무겁기 때문에 제동 시스템이 조금 더 복잡하다.

 

1.기존 브레이크

Airplane wheel in section

 

자동차의 브레이크는 바퀴를 보는 것만으로도 명확하게 볼 수 있지만 비행기의 경우는 그렇지 않다. 휠을 아무리 검사해도 브레이크 디스크를 볼 수 없으며 볼 수 없으면 존재하지 않는다. 적어도 많은 사람들은 그렇게 생각한다. 사실, 비행기의 바퀴는 매우 독특한 디자인을 가지고 있으며 브레이크 시스템은 그 안에 숨겨져 있다. 그것 없이는 비행기가 착륙이 거의 불가능할 것이다.

첫째, 비행기는 어떻게든 활주로에 고정되어 있어야 하며, 그렇지 않으면 동체와 날개가 크면(즉,돛 영역이 넓은)강한 바람에 날아갈 수 있다. 둘째, 엔진이 작동 중일 때 비행기를 제자리에 고정하는 브레이크이다.

Aircraft braking system

 

항공기 바퀴에는 디스크 브레이크가 내장되어 있지만 훨씬 더 큰 무게를 견뎌야 하기 때문에 자동차 브레이크보다 더 복잡한 디자인을 가지고 있다. 자동차에 바퀴당 하나의 디스크와 브레이크 슈가 있는 경우 항공기에는 각 바퀴에 여러 개가 있다. 그들은 층으로 조립되고 교대로 접촉 면적을 증가시킨다. 동시에 제동 시스템에는 큰 하중이 가해진다 : 착륙 중 속도는 약 250km / h이고 항공기의 무게는 최대 수백 톤에

이른다.

Set of brake discs

 

브레이크는 이륙과 착륙 중에 모두 사용되며 후자의 경우 비정상적인 상황으로 인한 비상 정지에만 사용된다.예를 들어 착륙 중 엔진 제어

핸들이 "낮은 스로틀" 위치에 있을 때와 같이 자동으로 작동하고 바퀴의 센서가 활주로와의 접촉을 기록하기 때문에 조종사는 만질 필요가

없다.

The moment of landing

 

제동 과정 자체는 자동차와 크게 다르지 않다. 정상적인 상황에서는 모든 것이 문제없이 작동하지만 비상 사태가 발생하여 비행기가 고속으로 제동해야 할 때 디스크 브레이크는 능력의 한계에서 작동한다. 강한 마찰로 인해 과열되고 통풍구를 통해 빛을 볼 수 있다. 소방관 팀은

바로 그러한 경우를 위해 모든 공항에서 근무하고 있다 : 그들은 충돌 가능성 때문이 아니라 뜨거운 브레이크를 끄기 위해 비행장으로 나간다. 그렇지 않으면 스트럿과 함께 타이어에 불이 붙어 비행기가 큰 위험에 처하게 된다.

 

 

2.역추력

Engine with thrust reversal mechanism

 

항공기 속도의 대부분을 감쇠시키고 궁극적으로 활주로에서 항공기를 멈추게 하는 것은 브레이크이지만 브레이크 시스템에 가해지는 하중은 매우 높다. 어떻게든 줄이기 위해 다른 방법을 사용하여 속도를 줄인다. 그 중 하나는 엔진 추력 반전이다. 이름에서 알 수 있듯이 리버서는 엔진 자체가 아닌 엔진 추력에만 영향을 미친다. 가스 터빈 엔진을 반대 방향으로 작동시키는 것은 불가능하지만 배기 가스를 방향을 바꾸고 역 추력을 생성하는 것은 가능하다. 사실, 명백한 이유로 반대 방향으로 "불어"갈 수는 없지만 흐름을 135도 역전시킬 수 있다. 이것은 엔진

측면의 플랩을 사용하여 수행된다 : 조종사는 먼저 플랩을 열고 추력을 증가시킨다. 그러나 배기 가스는 비행기를 멈출 만큼 강력하지는 않지만 속도를 줄이기에는 충분하다. 

사실, 비행기는 역 추력을 생성하지 않고도 할 수 있으며 착륙 과정을 단순화 할 뿐이며 비행기 착륙에 필요한 활주로 길이를 거의 줄이지 않으며 10-15 % 증가는 특별히 큰 영향을 미치지 않는다.

 

3. Air brake

Air brake

 

전문가들은 동체(자동차의 경우 차체)에 필요한 모양을 부여하여 공기 역학적 항력을 줄이기 위해 수년 동안 노력해 왔다. 충분히 높은 속도에서 공기는 상당한 압력을 가하고 움직임을 늦추는데, 이는 원칙적으로 착륙 중에 필요한 것이다. 따라서 능동 공기 역학 요소의 사용이라는 또 다른 제동 방법이 나타났다. 복잡하게 들리지만 실제로는 매우 간단하게 작동한다 : 착륙하는 동안 이러한 요소는 항공기의 경로에 대해 거의 수직 위치를 차지한다. 기류가 이 장애물에 부딪히면 자연스럽게 비행 속도가 느려진다. 여기서 이득도 그리 크지 않으며 게다가 속도가 떨어지면 공기 역학적 브레이크의 효율성이 감소하고 어느 시점에서 효과가 거의 사라진다. 엄밀히 말하면 공기 역학적 브레이크는 항공기 동체의 후미 부분에있는 개구부 패널이지만 때로는 요격기라고도 한다. 

이것은 양력을 제어하도록 설계된 날개의 특수 패널이다.

 

 

4. 낙하산

Tu-104 with a parachute

 

일반적으로 낙하산은 착륙 수단, 즉 공중을 통해 하강하는 수단으로 인식되지만 어쨌든 낙하산은 항상 또 다른 공기 브레이크였다. 면적이

넓기 때문에 말 그대로 공기에 달라붙어 너무 빨리 떨어지는 것을 허용하지 않는다. 이 속성은 비행기에서 속도를 줄이기 위해 사용되기도한다. 낙하산은 선미에 있으며 착륙 중에 발사되어 비행기를 뒤로 "당긴다". 그러나 비행기의 속도는 320km / h를 넘지 않아야하며 그렇지 않으면 케이블이 끊어지고 낙하산이 쓸모가 없다. 그 사용 범위도 주로 대형 수송기를 포함한 군용 항공기로 제한된다. 민간 항공에서는 매우

드물게 사용되며 그 예는 소련의 Tu-104다.

Braking of MiG-23

 

사실, 낙하산은 가장 편리한 수단과는 거리가 멀다. 원래 위치로 되돌리려면 전체 팀이 필요하다. 현대 민간 공항의 조건에서는 이것이 불가능하다. 낙하산은 기술적 인 이유로 항공기에 추력 반전 장치를 설치할 수없는 경우에만 사용된다.