Artikelinformation
Kategori: Flyteknik Flyteknik
Indholdskilde: SKYbrary Om SKYbrary
Indholdskontrol: Indholdskontrol: Skybrary Om SKYbrary
Inholdskontrol: SKYbrary Om SKYbrary

Definition

En bremse er en anordning til at bremse eller standse en maskines eller et køretøjs bevægelse eller til at hindre den i at begynde at bevæge sig igen.

Generel beskrivelse

Flybremser for landbaserede fly er næsten udelukkende placeret på hovedhjulene, selv om der i årenes løb har været nogle fly, som også har haft næsehjulsbremser. Betjeningen af bremserne har udviklet sig fra et enkelt håndtag, der aktiverer alle bremser symmetrisk, til pedaler med hælbetjening til bremsebetjening med tåbetjening, der er indbygget i rorpedalerne. Med de fodbetjente betjeningselementer kom muligheden for at anvende venstre eller højre bremse uafhængigt af hinanden, hvilket giver mulighed for at anvende differentiel bremsning til at styre flyet under operationer på jorden og til at opretholde retningsstyring under den del af start- eller landingsrullen, hvor lufthastigheden er for lav til, at de aerodynamiske betjeningselementer kan være effektive.

I de tidlige fly var overførslen af bremsekontrolinputtet til bremseanordningen mekanisk – oftest via kabler. Dette var ineffektivt og kunne kun anvendes effektivt i små fly. Løsningen var at udvikle hydraulisk aktiverede bremser, og dette er stadig standard på langt de fleste fly, der flyver i dag. I små fly kan systemet drives af en hovedcylinder og behøver ikke hydrauliske pumper. I større fly er det nødvendigt med pumper for at tilvejebringe det nødvendige hydrauliske væsketryk og volumen. I den fortsatte stræben efter at udvikle lettere og mere effektive fly er elektrisk aktiverede bremser begyndt at blive taget i brug på nogle af den nyeste generation af passagerfly.

Bremsesystemets udformning

De tidlige fly havde et enkelt bremsesystem uden backup eller redundans. Dette blev betragtet som upraktisk af operatørerne og uacceptabelt af de regulerende myndigheder, så fabrikanterne indarbejdede snart mere robuste bremsesystemer i deres konstruktioner. Nogle af de tidligere løsninger tog blot højde for tabet af den primære hydrauliske pumpe og indarbejdede håndpumper eller elektrisk drevne hydrauliske pumper for at tilvejebringe en alternativ kilde til hydraulisk tryk. Disse løsninger tog ikke højde for svigt som følge af tab af væske og blev anset for utilstrækkelige. For at løse dette problem indarbejdede nogle fabrikanter som f.eks. Convair et trykluftsystem i deres konstruktioner til nødbremsning. Selv om dette system opfyldte kravet om at tilvejebringe en uafhængig måde at aktivere bremserne på, var det begrænset, idet det ikke gav mulighed for differentiel bremsning, og idet tanken kun indeholdt en begrænset mængde trykluft. I de fleste store passagerfly i dag opnås bremseredundans i de fleste store passagerfly ved hjælp af flere uafhængige hydrauliske systemer, der understøttes af akkumulatorer. Disse systemer giver mulighed for flere lag af fejl uden at resultere i et totalt tab af bremseevne.

737NG Main Gear Brake Assembly

Bremsenhed på et 737NG hovedlandingsstel

Carbon Fibre Brakes

Bremserne i sig selv har også udviklet sig gennem årene. Tromlebremser var stadig fremherskende på mange fly, der blev designet og bygget i 1940’erne. Ineffektive tromlebremser har givet plads til skivebremser, oprindeligt med enkelte og nu mere almindeligt med flere rotorer. Rotorerne er oftest fremstillet af jern eller stål, men i de sidste 20 år er flere og flere fly blevet udstyret med kulfiberbremser. Der er flere grunde til denne udvikling, men de to mest overbevisende er vægtreduktion og effektivitet. Effektiviteten er særlig vigtig, for efterhånden som flyene bliver større og vejer mere, skal bremserne kunne aflede mere energi. Den kinetiske energi fra en afbrudt start eller landing omdannes i vid udstrækning til varme af hjulbremserne. Carbonbremser er stadig fuldt funktionsdygtige og bevarer evnen til at absorbere energi og bremse flyet ved og langt ud over de temperaturer, hvor stålbremser har mistet deres effektivitet og er begyndt at “falme”.

Certificering

Det er et certificeringskrav, at et luftfartøjs bremsesystem har evnen til at standse et luftfartøj ved maksimal certificeret startvægt med afkastet iværksat ved beslutningshastighed. Certificeringsprocessen skal gennemføres med alle bremser slidt til tæt på deres driftsgrænse (nominelt 10 % restlevetid), og bremse- og hjulvarmesystemet skal være så robust, at der ikke kræves nogen indgriben i form af brandslukning eller kunstig køling i 5 minutter, efter at luftfartøjet er standset. Der anvendes jordspoilere og maksimal skridsikker bremsning under certificeringsprøven; dog er det ikke tilladt at anvende omvendt tryk på motorerne eller propellerne.

Forbedringer af bremsesystemet

Skridsikker, automatisk bremse, bremsetemperaturindikatorer og bremseventilatorer er alle systemer, der forbedrer luftfartøjets bremsers ydeevne.

System til skridsikring

Systemet til skridsikring sammenligner ved hjælp af forskellige mekanismer flyets hastighed med hvert enkelt hovedhjuls omdrejningshastighed. Hvis hastigheden på et hjul er for lav i forhold til den eksisterende flyhastighed, frigøres bremsen på det pågældende hjul (eller hjul) kortvarigt for at lade hjulets hastighed stige og forhindre, at hjulet skrider ud. Systemet er fuldautomatisk og er aktivt fra umiddelbart efter den første hjulspinning ved landing (hvor bremseaktivering måske (eller måske ikke) er forhindret) ned til en konstruktionsbegrænset minimumshastighed; normalt ca. 15 knob. Skridsikringssystemer er konstrueret til at minimere aquaplaning og de potentielle dækskader, der kan opstå, når et hjul er låst eller roterer ved en hastighed, der ikke svarer til flyets hastighed. Anti-skid fjerner muligheden for tilbagevendende gummiglidning forårsaget af låste hjul. Et antiskridantersystem forbedrer også i høj grad bremselængden på understandardoverflader som grus eller græs og er særlig effektivt på overflader, der er forurenet med frosne forureninger som f.eks. is eller slud, ved at sikre maksimal effektiv bremsning.

Autobremssystemer

Autobremssystemer kan anvendes ved start, hvor de giver maksimal bremsning i tilfælde af en afbrudt start, og ved landing, hvor de giver en planlagt decelerationshastighed (afhængig af det valgte auto-bremseniveau) ved kun at bruge en enkelt bremseanvendelse. Disse funktioner kombineres for at optimere bremseanvendelsen i forhold til kravet og for at minimere bremseslitage.

Bremsetemperaturindikatorer

Bremsetemperaturindikatorer er beregnet til at give piloterne en indikation af temperaturen i hver hjulsamling. Selv om hver flytype har sine egne specifikke begrænsninger for elementer som f.eks. den maksimalt angivne temperatur for start, kan en sammenligning af bremsetemperaturindikationerne give en samlet indikation af bremsesystemets “sundhed”. F.eks. kan uhensigtsmæssigt høje eller lave temperaturer på et givet hjul være tegn på, at bremsen kan trække eller være ude af drift. Tilsvarende kan stigende bremsetemperaturer efter start være tegn på et dæksvigt, der har resulteret i en brand i hjulkassen.

Bremseventilatorer

Bremseventilatorer reducerer bremsernes køletid ved hjælp af elektriske ventilatorer monteret på hjulet til at blæse omgivende luft hen over bremse- og hjulsamlingerne. Bemærk, at den maksimale anbefalede temperatur for start som angivet på instrumentpanelet kan have en anden værdi afhængigt af, om der er anvendt bremseventilatorer eller ej.

Parkeringsbremse

Parkeringsbremsen aktiveres normalt ved håndtagvalg. Hydrauliske akkumulatorer er generelt nødvendige, hvis det hydrauliske tryk skal forblive tilstrækkeligt til at holde parkeringsbremseindstillingerne i lange perioder, når motorerne er blevet slukket, og den primære kilde til hydraulisk tryk ikke længere er tilgængelig. På nogle typer aftager trykket i parkeringsbremsen med tiden, og bremserne slipper til sidst.

Alle luftfartøjer bør fastgøres, når de er parkeret, for at forhindre uplanlagte bevægelser.

Virkninger

  • Overophedede bremser
    • Tab af bremseevne
    • Brand
    • Dærudløsning
    • Dærudløsning
  • Bremsesvigt
    • Sporudslag (selv om dette er en meget sjælden årsag)
    • Uønsket flyets bevægelser på jorden

Bidragende faktorer

  • Fliser og beklædninger af landingsstelben (undertiden monteret på lette fly med fast gear) kan forsinke bremseafkølingen og fungere som fælder for materiale, som derefter kan udgøre en antændelseskilde for brande.
  • Pilotens rapporter om bremseakton fra tidligere landede fly bør behandles med forsigtighed, især hvis de ikke er tidsbestemt. Alle sådanne rapporter er subjektive og kan ofte være upålidelige, især hvis de er givet for landinger med automatisk bremse aktiveret og omvendt tryk anvendt. Dette gælder især, hvis det foregående luftfartøj er af en anden type end det, du flyver.

Defences

  • Under flyets førflyvning skal du sikre dig, at dækkene er korrekt oppumpet, at der ikke er tegn på hydrauliske lækager på nogen af bremseledningerne eller fittings, og at bremseslitageindikatorerne viser, at bremserne er brugbare.
  • Kontroller bremserne ved første taxning for at sikre, at de fungerer korrekt.
  • Minimér behovet for bremseanvendelse under operationer på jorden ved at justere effektindstillingerne, når det er muligt, herunder ved at anvende omvendt tryk/omvendt pitch, hvis det er tilladt i henhold til flyvehåndbogen. Under jordoperationer skal du anvende den passende bremseteknik for den type bremser, der er installeret, da de anbefalede teknikker for stål- og kulstofbremser ikke er de samme. Ved start skal du bruge den af fabrikanten anbefalede indstilling for automatisk bremse, hvis der er monteret automatiske bremser. Ved landing skal der anvendes automatisk bremse med en passende indstilling, hvis den er tilgængelig.
  • Hvis det bliver nødvendigt med kraftig bremsning, skal de efterfølgende bremsetemperaturer overvåges, hvis det er muligt, og det skal sikres, at der følger en passende afkølingsperiode. Brug bremseventilatorer, hvis de er til rådighed. Hvis der ikke er bremsetemperaturindikatorer til rådighed, skal du bruge producentens bremsekøletabeller til at bestemme den minimale jordtid. Ellers kan den efterfølgende bremseevne forringes, og der kan opstå overophedning eller deflation af dækkene.
  • Lad gearet være nede i længere tid end normalt, hvis der er mistanke om overophedning efter start, forudsat at stigningsegenskaberne ikke derved påvirkes i en grad, der kompromitterer sikker terrænhøjde eller overholdelse af ATC-clearances.
  • Forstå, hvordan bremsesystemet fungerer. Forstå konsekvenserne af svigt i et af de tilknyttede systemer, herunder hydraulik, skridsikring og automatiske bremser, og kende de relevante procedurer for drift i en forringet konfiguration.
  • Vær opmærksom på uventede bevægelser af luftfartøjet på jorden, især lige efter at have aktiveret parkeringsbremsen eller lige efter at have løsnet den, når klodserne er blevet sat på plads. Bliv ikke for optaget inde i cockpittet, før du er overbevist om, at flyet ikke vil bevæge sig.

Løsninger

  • Hvis det anses eller mistænkes, at bremserne (og dermed de tilstødende dæk) kan være urimeligt varme efter start, kan følgende forholdsregler være fornuftige for at give komponenterne tid til at køle af:
    • Lad gearet være nede i en længere periode efter start efter at have overvejet den eventuelle virkning, dette vil have på stigningsegenskaberne.
    • Under alle omstændigheder bør man undgå at foretage en landing meget kort tid efter starten.
    • Følg AFM’s begrænsninger for minimumskøleperioder på jorden efter kraftig bremsning. Dette gælder især efter en afbrudt start med høj hastighed.
  • Overvej altid, om hændelser i forbindelse med varm bremsning skal betjenes af brandmandskab.
  • Begræns al væsentlig bremsning til tidspunkter, hvor luftfartøjet flyver i en lige linje, for at undgå belastning af dækkene og unødigt slid
  • Sørg for, at bremserne aldrig aktiveres mod fremdrift eller kraft, mens luftfartøjet er i bevægelse. Undgå høje kraftindstillinger mod bremserne, mens luftfartøjet er standset, medmindre der udføres påkrævede kontroller eller procedurer som f.eks. motoropstart.
  • Du må ikke uforvarende “køre” på tåbremserne under taxning

Ulykker og hændelser

  • SW4, Mirabel Montreal Canada, 1998: brand i hjulkassen, forårsaget af overophedning af bremserne, som udviklede sig, indtil venstre vinge svigtede, hvilket gjorde flyet ukontrollerbart.
  • Uddrag fra AAIB Bulletin nr. 1/2007: hændelse med A320, som fik et hydraulisk svigt og efterfølgende kolliderede med en luftbro, fordi besætningen ikke forstod konsekvenserne af svigtet på bremsesystemet.
  • Uddrag af AAIB Bulletin No. 2/2005: hændelse vedrørende svigt i flyets bremsesystem ved landing.
  • Uddrag fra AAIB Bulletin nr. 1/2007: bremsebrand i et Robin R1180T.
  • Bremseproblemer: Guidance for Controllers
  • Hydraulikvæske som brandkilde
  • Dæk

Videre læsning

Flight Safety Foundation

  • ALAR BN 8.4: Braking Devices
  • ALAR BN 8.5: Wet or Contaminated Runways
  • Runway Safety Initiative Briefing Note: Pilot Braking Action Reports
  • Runway Safety Initiative Briefing Note: Runway Condition Reporting

Overs

  • An Investigation of the Influence of Aircraft Tire-Tread Wear on Wet-Runway Braking, T. Leland and G. Taylor, NASA, 1965

Leave a comment

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.