Artikkelin tiedot
Kategoria: Lentotekninen Lentotekninen
Sisällön lähde: SKYbrary Tietoa SKYbrarysta
Sisällön ohjaus: SKYbrary About SKYbrary

Määritelmä

Jarru on laite, jolla hidastetaan tai pysäytetään koneen tai kulkuneuvon liikettä tai jolla estetään koneen tai kulkuneuvon liikkuminen uudelleen.

Yleiskuvaus

Lentokoneiden jarrut sijaitsevat maalla lentävien lentokoneiden osalta lähes yksinomaan pääpyörissä, vaikka vuosien varrella on ollut joitakin lentokoneita, joissa on ollut myös nokkapyöräjarrut. Jarrujen käyttö on kehittynyt yhdestä kaikkia jarruja symmetrisesti käyttävästä vivusta kantapäätä käyttäviin polkimiin ja peräsinpolkimiin integroituihin varvasjarruihin. Jalkakäyttöisten hallintalaitteiden myötä tuli mahdollisuus käyttää vasemman- tai oikeanpuoleisia jarruja toisistaan riippumatta, mikä mahdollisti eriytetyn jarrutuksen käytön lentokoneen ohjaamiseksi maahantuonnin aikana ja suunnan hallinnan säilyttämiseksi lentoonlähdön tai laskeutumiskierroksen sillä osalla, kun lentonopeus on liian alhainen aerodynaamisten hallintalaitteiden tehon kannalta.

Varhaisimmissa lentokoneissa jarrujen ohjaustulon siirto jarrulaitteeseen tapahtui mekaanisesti – useimmiten vaijereiden välityksellä. Tämä oli tehotonta ja sitä voitiin käyttää tehokkaasti vain pienissä lentokoneissa. Ratkaisu oli kehittää hydraulisesti aktivoituvat jarrut, ja tämä on nykyäänkin standardi suurimmassa osassa lentokoneita. Pienissä lentokoneissa järjestelmän voimanlähteenä voidaan käyttää pääsylinteriä, eikä hydraulipumppuja tarvita. Suuremmissa lentokoneissa tarvitaan pumppuja tarvittavan hydraulinesteen paineen ja määrän tuottamiseksi. Jatkuvassa pyrkimyksessä kehittää kevyempiä ja tehokkaampia lentokoneita sähköisesti aktivoituvat jarrut alkavat tulla käyttöön joissakin uusimman sukupolven matkustajakoneissa.

Jarrujärjestelmän suunnittelu

Varhaisissa lentokoneissa oli yksi ainoa jarrujärjestelmä ilman varajärjestelmää tai redundanssia. Lentotoiminnan harjoittajat pitivät tätä epäkäytännöllisenä ja sääntelyviranomaiset eivät hyväksyneet sitä, joten valmistajat alkoivat pian sisällyttää kestävämpiä jarrujärjestelmiä suunnitelmiinsa. Joissakin varhaisemmissa ratkaisuissa käsiteltiin vain ensisijaisen hydraulipumpun katoamista, ja niissä käytettiin käsikäyttöisiä pumppuja tai sähkökäyttöisiä hydraulipumppuja vaihtoehtoisen hydraulipaineen lähteen tarjoamiseksi. Nämä ratkaisut eivät ratkaisseet nesteen menetyksestä johtuvia vikoja, ja niitä pidettiin riittämättöminä. Tämän ongelman ratkaisemiseksi jotkut valmistajat, kuten Convair, lisäsivät hätäjarrutusta varten suunnitelmiinsa paineilmajärjestelmän. Vaikka sillä saavutettiin vaatimus, jonka mukaan jarrujen aktivoimiseksi oli oltava riippumaton keino, se oli rajallinen, koska se ei mahdollistanut erojarrutusta ja koska paineilmasäiliössä oli rajallinen määrä paineilmaa. Useimmissa suurissa matkustajalentokoneissa jarrujen redundanssi saavutetaan nykyään useilla, toisistaan riippumattomilla hydraulijärjestelmillä, joita tuetaan akuilla. Nämä järjestelmät mahdollistavat useita vikakerroksia ilman, että jarrutuskyky menetetään kokonaan.

737NG:n päälaskutelineen jarrukokoonpano

737NG:n päälaskutelineen jarrukokoonpano

Hiilikuitujarrut

Jarrut itsessäänkin ovat kehittyneet vuosien varrella. Rumpujarrut olivat vielä yleisiä monissa 1940-luvulla suunnitelluissa ja rakennetuissa lentokoneissa. Tehottomat rumpujarrut ovat väistyneet levyjarrujen tieltä, joissa oli aluksi yksi ja nykyään yleisemmin useita roottoreita. Roottorit on useimmiten valmistettu raudasta tai teräksestä, mutta viimeisten 20 vuoden aikana yhä useammat lentokoneet on varustettu hiilikuitujarruilla. Tähän kehitykseen on useita syitä, mutta kaksi tärkeintä ovat painon vähentäminen ja tehokkuus. Tehokkuus on erityisen tärkeää, sillä lentokoneiden kasvaessa ja niiden painon kasvaessa jarrujen on pystyttävä haihduttamaan enemmän energiaa. Keskeytetyn nousun tai laskun liike-energia muuttuu suurelta osin lämmöksi pyöräjarruissa. Hiilijarrut ovat edelleen täysin toimintakykyiset ja säilyttävät kykynsä absorboida energiaa ja hidastaa lentokonetta lämpötiloissa, joissa teräsjarrut ovat menettäneet tehokkuutensa ja alkaneet ”haalistua”.

Sertifiointi

Sertifiointivaatimuksena on, että lentokoneen jarrujärjestelmä pystyy pysäyttämään lentokoneen suurimmalla sertifioidulla sallitulla lentoonlähtöpainolla hylkäyksen käynnistyessä päätösnopeudella. Sertifiointiprosessi on suoritettava siten, että kaikki jarrut ovat kuluneet lähelle käyttörajaansa (nimellisesti 10 % jäljellä olevasta käyttöiästä), ja jarrujen ja pyörien lämmönsiirtimen on oltava riittävän vankka, jotta palontorjuntaa tai keinotekoista jäähdytystä ei tarvita 5 minuuttiin ilma-aluksen pysäyttämisen jälkeen. Sertifiointikokeessa käytetään maaspoilereita ja maksimaalista luistonestojarrutusta; moottoreiden tai potkureiden käänteinen työntövoima ei kuitenkaan ole sallittua.

Jarrujärjestelmän parannukset

Luistonesto, automaattijarru, jarrujen lämpötilamittarit ja jarrupuhaltimet ovat järjestelmiä, jotka parantavat ilma-aluksen jarrujen suorituskykyä.

Liukkaudentorjuntajärjestelmä

Liukkaudentorjuntajärjestelmä vertaa eri mekanismien avulla lentokoneen nopeutta kunkin pääpyörän pyörimisnopeuteen. Jos jonkin pyörän pyörimisnopeus on liian hidas lentokoneen nykyiseen nopeuteen nähden, kyseisen pyörän (tai pyörien) jarru vapautetaan hetkellisesti, jotta pyörän pyörimisnopeus voi kasvaa ja estää pyörän luistamisen. Järjestelmä on täysin automaattinen, ja se on aktiivinen välittömästi sen jälkeen, kun pyörät ovat alkaneet pyörimään laskeutumisen yhteydessä (jolloin jarrujen aktivointi voidaan estää (tai sitä ei voida estää)), aina suunnittelurajoitettuun vähimmäisnopeuteen asti, joka on yleensä noin 15 solmua. Luistonestojärjestelmät on suunniteltu minimoimaan vesiliirto ja mahdolliset rengasvauriot, joita voi syntyä, kun pyörä lukittuu tai pyörii nopeudella, joka ei vastaa lentokoneen nopeutta. Luistonestojärjestelmä poistaa lukittuneiden pyörien aiheuttaman kumiluiston mahdollisuuden. Luistonestojärjestelmä parantaa myös huomattavasti pysähtymismatkaa huonokuntoisilla pinnoilla, kuten soralla tai nurmikolla, ja se on erityisen tehokas jäätyneiden epäpuhtauksien, kuten jään tai sohjon, saastuttamilla pinnoilla varmistamalla maksimaalisen tehokkaan jarrutuksen.

Autojarrujärjestelmät

Autojarrujärjestelmiä voidaan käyttää lentoonlähdössä, jolloin ne tarjoavat maksimaalisen jarrutuksen hylättyjen lentoonlähtöjen yhteydessä, ja laskeutumisessa, jolloin ne mahdollistavat suunnitellun hidastumisnopeuden (joka on riippuvainen valitusta automaattisen jarrutuksen voimakkuudesta) yhdellä jarrutusvoimakkuuden käytöllä. Nämä ominaisuudet yhdessä optimoivat jarrujen käytön suhteessa vaatimuksiin ja minimoivat jarrujen kulumisen.

Jarrujen lämpötilamittarit

Jarrujen lämpötilamittarit on tarkoitettu antamaan lentäjille ilmoitus kunkin pyöräkerran lämpötilasta. Vaikka kullakin lentokonetyypillä on omat erityisrajoituksensa esimerkiksi lentoonlähdön aloittamista varten ilmoitetun enimmäislämpötilan osalta, jarrujen lämpötilamerkintöjen vertailu voi antaa yleisen kuvan jarrujärjestelmän ”kunnosta”. Esimerkiksi epäasianmukaisen korkea tai matala lämpötila tietyssä pyörässä voi olla merkki jarrun vetämisestä tai toimimattomuudesta. Vastaavasti jarrujen lämpötilan nousu lentoonlähdön jälkeen voi olla merkki rengasrikosta, joka on johtanut pyöräkotelopaloon.

Jarrutuulettimet

Jarrutuulettimet lyhentävät jarrujen jäähdytysaikaa käyttämällä pyörään asennettuja sähkötuulettimia, jotka puhaltavat ympäröivää ilmaa jarru- ja pyöräkokoonpanojen yli. Huomaa, että kojetaulussa ilmoitetulla suurimmalla suositellulla lähtölämpötilalla voi olla eri arvo riippuen siitä, onko jarrutuulettimia käytetty vai ei.

Pysäköintijarru

Pysäköintijarru kytketään yleensä käsivivun valinnalla. Hydrauliakkuja tarvitaan yleensä, jos hydraulipaineen halutaan pysyvän riittävänä pitämään seisontajarrun asetukset pitkiä aikoja sen jälkeen, kun moottorit on sammutettu ja ensisijainen hydraulipaineen lähde ei ole enää käytettävissä. Joissakin tyypeissä seisontajarrun paine tyhjenee ajan mittaan ja jarrut vapautuvat lopulta.

Kaikki ilma-alukset tulee kiilata pysäköinnin jälkeen suunnittelemattoman liikkeen estämiseksi.

Vaikutukset

  • Jarrujen ylikuumeneminen
    • Jarrutustehon heikkeneminen
    • Tulipalo
    • Renkaiden tyhjeneminen
    • .

  • Jarrujen vikaantuminen
    • Kulkutiepoikkeamat (vaikkakin tämä on hyvin harvinainen syy)
    • Ei-toivottu ilma-aluksen liikkuminen maassa

Tekijät, jotka vaikuttavat asiaan

  • Jarrupeitteet ja laskutelineen jalkojen verhoilut (jotka on toisinaan asennettu kiinteävaihteisiin kevyisiin ilma-aluksiin) voivat viivästyttää jarrujen jäähtymistä ja toimia materiaalin loukkuina, jotka voivat sitten tarjota syttymislähteen tulipaloille.
  • Lentäjien ilmoituksiin aiemmin laskeutuneiden ilma-alusten jarruaktonista on suhtauduttava varovaisesti, varsinkin jos niitä ei ole ajoitettu. Kaikki tällaiset raportit ovat subjektiivisia ja saattavat usein olla epäluotettavia, varsinkin jos ne on annettu laskeutumisista, joissa automaattinen jarru on kytketty ja peruutus työntövoimaa on käytetty. Tämä pätee erityisesti, jos edellinen ilma-alus on eri tyyppiä kuin se, jota lennät.

Puolustukset

  • Koneen esilennon aikana on varmistettava, että renkaat ovat kunnolla täynnä ilmaa, jarrujohdoissa tai -liittimissä ei ole viitteitä hydrauliikkavuodoista ja että jarrujen kulumisindikaattorit osoittavat jarrujen olevan kunnossa.
  • Tarkista jarrut alkurullauksen yhteydessä, että ne toimivat moitteettomasti.
  • Minimoi jarrujen käyttövaatimus maatoimintojen aikana säätämällä tehoasetuksia mahdollisuuksien mukaan, mukaan lukien käänteisen työntövoiman / käänteisen nousukulman käyttö, jos se on sallittu ilma-aluksen lentokäsikirjassa. Käytä maatoimintojen aikana asennettujen jarrujen tyyppiin sopivaa jarrutustekniikkaa, koska teräs- ja hiilijarrujen suositellut tekniikat eivät ole samat. Käytä lentoonlähdössä valmistajan suosittelemaa automaattista jarruasetusta, jos automaattiset jarrut on asennettu. Käytä laskeutumisessa automaattista jarrua sopivalla asetuksella, jos se on käytettävissä.
  • Jos voimakas jarrutus on tarpeen, seuraa jarrujen lämpötiloja, jos mahdollista, ja varmista, että jarrujen jälkeen on riittävä jäähdytysaika. Käytä jarrutuulettimia, jos ne ovat käytettävissä. Jos jarrujen lämpötilamittareita ei ole käytettävissä, käytä valmistajan jarrujen jäähdytystaulukoita vähimmäispituusajan määrittämiseksi. Muussa tapauksessa myöhempi jarrutusteho voi heikentyä ja renkaat voivat ylikuumentua tai tyhjentyä.
  • Jätä vaihde alas tavallista pidemmäksi aikaa, jos epäillään ylikuumenemista lentoonlähdön jälkeen, edellyttäen, että tämä ei vaikuta nousutehoon siinä määrin, että se vaarantaa turvallisen maastokäynnin tai ATC-etäisyyksien noudattamisen.
  • Tuntemusta jarrujärjestelmän toiminnasta. Ymmärtää minkä tahansa siihen liittyvän järjestelmän, mukaan lukien hydrauliikka, luistonesto ja automaattiset jarrut, vikaantumisen seuraukset ja tietää asianmukaiset menettelyt toimimiseksi heikentyneessä kokoonpanossa.
  • Ole varuillasi ilma-aluksen odottamattomien liikkeiden varalta maassa ollessasi, erityisesti heti seisontajarrun asettamisen jälkeen tai heti seisontajarrun vapauttamisen jälkeen, kun kiilat on asetettu paikalleen. Älä uppoutu liikaa ohjaamossa, ennen kuin olet vakuuttunut siitä, että lentokone ei liiku.

Ratkaisut

  • Jos katsotaan tai epäillään, että jarrut (ja siten myös viereiset renkaat) voivat olla kohtuuttoman kuumat lentoonlähdön jälkeen, seuraavat varotoimenpiteet voivat olla järkeviä, jotta komponentit ehtivät jäähtyä:
    • Jätä vaihteet alas pidemmäksi aikaa lentoonlähdön jälkeen otettuasi huomioon mahdolliset vaikutukset nousukykyyn.
    • Mikäli mahdollista, vältä laskeutumista hyvin pian lentoonlähdön jälkeen.
    • Noudata AFM:n rajoituksia, jotka koskevat vähimmäisjäähdytysaikoja maassa voimakkaan jarrutuksen jälkeen. Tämä koskee erityisesti suurella nopeudella tapahtuneen hylättyjen lentoonlähtöjen jälkeen.
  • Harkitse aina, pitäisikö kuumajarrutustapahtumiin kutsua palomiehiä.
  • Rajoita kaikki merkittävät jarrutukset ajankohtiin, jolloin ilma-alus kulkee suorassa linjassa, jotta vältetään renkaiden rasitus ja kohtuuton kuluminen
  • Varmista, että jarruja ei koskaan käytetä eteenpäin suuntautuvaa työntövoimaa tai tehoa vastaan ilma-aluksen liikkuessa. Vältä suuria tehoasetuksia jarruja vasten ilma-aluksen ollessa pysähdyksissä, ellei suoriteta vaadittuja tarkastuksia tai toimenpiteitä, kuten moottorin käynnistystä.
  • Ei saa tahattomasti ”ajaa” varsijarruilla rullatessa

Tapaturmat ja vaaratilanteet

  • SW4, Mirabel Montreal Kanada, 1998: jarrujen ylikuumenemisen aiheuttama tulipalo pyöräkerroksessa, joka kehittyi niin pitkälle, että vasemmanpuoleinen siipi rikkoutui tehden lentokoneesta hallitsemattoman.
  • Ote AAIB Bulletin No. 1/2007: tapaus, jossa A320-koneeseen tuli hydrauliikkavika ja se törmäsi sen jälkeen ilmasiltaan, koska miehistö ei ymmärtänyt vian vaikutuksia jarrujärjestelmään.
  • Ote AAIB:n tiedotteesta nro 1/2007. 2/2005: tapaus, joka koski lentokoneen jarrujärjestelmän vikaantumista laskeutumisessa.
  • Ote AAIB:n tiedotteesta nro 1/2007: jarrupalotapahtuma, jossa oli osallisena Robin R1180T.
  • Jarruongelmat: Guidance for Controllers
  • Hydraulic Fluid as a Fire Source
  • Tyres

Further Reading

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

Others

  • An Investigation of the Influence of Aircraft Tire-Tread Wear on Wet-Runway Braking (Tutkimus ilma-aluksen renkaiden kulutuspinnan kulumisen vaikutuksesta märän kiitotien jarrutukseen), T. Leland ja G. Taylor, Nasa, 1965

.

Leave a comment

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.