Cikk információk
Kategória: SKYbrary About SKYbrary

Definíció

A fék egy gép vagy jármű mozgásának lassítására vagy megállítására, illetve az újbóli elindulásától való visszatartására szolgáló eszköz.

Általános leírás

A szárazföldi repülőgépek fékjei szinte kizárólag a fő kerekeken helyezkednek el, bár az évek során voltak olyan repülőgépek, amelyek orrkerékfékkel is rendelkeztek. A fékek működtetése az összes féket szimmetrikusan működtető egyetlen kartól a sarkon működtetett pedálokon át a kormánypedálokba épített, lábujjhegyen működtetett fékvezérlőkig fejlődött. A lábbal működtetett kezelőszervekkel lehetővé vált a bal és jobb oldali fékek egymástól független működtetése, ami lehetővé tette a differenciális fékezés használatát a repülőgép irányítására a földi műveletek során, valamint az iránytartás fenntartására a felszállás vagy leszállás gurulás azon szakaszában, amikor a légsebesség túl alacsony ahhoz, hogy az aerodinamikai kezelőszervek hatékonyak legyenek.

A korai repülőgépeken a fékvezérlő bemenet átvitele a fékberendezéshez mechanikus volt – leggyakrabban kábeleken keresztül. Ez nem volt hatékony, és csak kis repülőgépeknél lehetett hatékonyan alkalmazni. A megoldást a hidraulikusan működtetett fékek kifejlesztése jelentette, és a ma is repülő repülőgépek túlnyomó többségénél ez a szabvány. A kis repülőgépeken a rendszer főfékhengerrel működtethető, és nincs szükség hidraulikus szivattyúra. A nagyobb repülőgépeken szivattyúkra van szükség a szükséges hidraulikus folyadéknyomás és -mennyiség biztosításához. A könnyebb és hatékonyabb repülőgépek fejlesztésére irányuló folyamatos törekvés során a legújabb generációs utasszállító repülőgépek némelyikén kezdenek elektromos működtetésű fékeket alkalmazni.

Fékrendszer kialakítása

A korai repülőgépek egyetlen fékrendszerrel rendelkeztek, tartalék vagy redundancia nélkül. Ezt az üzemeltetők nem tartották praktikusnak, a szabályozó hatóságok pedig elfogadhatatlannak, ezért a gyártók hamarosan robusztusabb fékrendszereket építettek be terveikbe. A korábbi megoldások némelyike egyszerűen az elsődleges hidraulikus szivattyú kiesését kezelte, és kézi szivattyúkat vagy elektromos meghajtású hidraulikus szivattyúkat épített be a hidraulikus nyomás alternatív forrásának biztosítására. Ezek a megoldások nem kezelték a folyadékveszteségből eredő meghibásodásokat, és nem tekintették őket megfelelőnek. Ennek kiküszöbölésére egyes gyártók, mint például a Convair, sűrített levegős rendszert építettek be a vészfékezéshez. Bár ez teljesítette azt a követelményt, hogy a fékek aktiválásának független eszközét biztosítsa, korlátozott volt, mivel nem tette lehetővé a differenciális fékezést, és mivel a tartály véges mennyiségű sűrített levegőt tartalmazott. Napjainkban a legtöbb nagy utasszállító repülőgépen a fékek redundanciáját több, egymástól független, akkumulátorokkal támogatott hidraulikus rendszer biztosítja. Ezek a rendszerek több rétegű meghibásodást tesznek lehetővé anélkül, hogy a fékezési képesség teljes elvesztését eredményeznék.

737NG fő futómű fékszerelvény

Fékszerelvény a 737NG fő futóművén

Karbonszálas fékek

A fékek maguk is fejlődtek az évek során. Az 1940-es években tervezett és épített repülőgépek nagy részén még a dobfékek voltak elterjedtek. A nem hatékony dobfékek átadták helyüket a tárcsafékeknek, kezdetben egy, ma már egyre gyakrabban több tárcsás féktárcsákkal. A rotorok leggyakrabban vasból vagy acélból készültek, de az elmúlt 20 évben egyre több repülőgépet szereltek fel szénszálas fékekkel. Ennek a fejlődésnek több oka is van, de a két legmeggyőzőbb a súlycsökkentés és a hatékonyság. A hatékonyság különösen fontos, mivel a repülőgépek méretének és súlyának növekedésével a fékeknek több energiát kell elvezetniük. A megszakított felszállás vagy leszállás kinetikus energiáját a kerékfékek nagyrészt hővé alakítják. A szénfékek még mindig teljesen működőképesek, és megőrzik az energia elnyelésére és a repülőgép lassítására való képességüket olyan hőmérsékleten és jóval azon túl, amikor az acélfékek elvesztik hatékonyságukat és “fakulni” kezdenek.

Tanúsítás

Tanúsítási követelmény, hogy a repülőgép fékrendszere képes legyen megállítani a repülőgépet a maximális engedélyezett felszállósúly mellett, a döntési sebességgel kezdeményezett visszadobással. A tanúsítási folyamatot úgy kell elvégezni, hogy az összes fék az üzemi határérték közelébe kopott (névlegesen 10%-os hátralévő élettartam), és a fék és a kerék hőelvezetőjének elég robusztusnak kell lennie ahhoz, hogy a légi jármű megállítása után 5 percig ne legyen szükség tűzoltási vagy mesterséges hűtési beavatkozásra. A tanúsítási vizsgálat során földi spoilereket és maximális csúszásgátló fékezést alkalmaznak; a hajtóművek vagy légcsavarok hátrameneti tolóereje azonban nem megengedett.

Fékrendszer-fejlesztések

A csúszásgátló, az automatikus fék, a fékhőmérséklet-jelzők és a fékventilátorok mind olyan rendszerek, amelyek növelik a légi jármű fékeinek teljesítményét.

A csúszásgátló rendszer

A csúszásgátló rendszer különböző mechanizmusokon keresztül összehasonlítja a repülőgép sebességét az egyes fő kerekek forgási sebességével. Ha valamelyik kerék fordulatszáma túl lassú a repülőgép meglévő sebességéhez képest, akkor az adott kerék (vagy kerekek) fékjét pillanatnyilag feloldja, hogy a kerék fordulatszáma növekedhessen, és megakadályozza a kerék megcsúszását. A rendszer teljesen automatikus, és a leszálláskor a kerekek kezdeti felpörgését követően azonnal aktív (amely idő alatt a fék aktiválódása gátolható (vagy nem gátolható)), egészen egy tervezési szempontból korlátozott minimális sebességig; általában kb. 15 csomóig. A csúszásgátló rendszereket úgy tervezték, hogy minimálisra csökkentsék az aquaplaningot és a gumiabroncsok esetleges sérülését, amely akkor következhet be, ha a kerék blokkol vagy olyan sebességgel forog, amely nem felel meg a repülőgép sebességének. A csúszásgátló megszünteti a blokkolt kerekek által okozott visszacsúszó gumicsúszás lehetőségét. A csúszásgátló rendszer nagymértékben javítja a féktávolságot olyan nem megfelelő felületeken is, mint a kavics vagy a fű, és különösen hatékony a fagyott szennyeződésekkel, például jéggel vagy latyakkal szennyezett felületeken, mivel biztosítja a maximális hatékony fékezést.

Autofékrendszerek

Autofékrendszerek használhatók felszálláskor, ahol maximális fékezést biztosítanak elutasított felszállás esetén, és leszálláskor, ahol a tervezett lassítási sebességet biztosítják (a kiválasztott automatikus fékezési szinttől függően) egyetlen fékezéssel. Ezek a jellemzők együttesen optimalizálják a fékhasználatot a követelményhez képest, és minimalizálják a fékkopást.

Fékhőmérsékletjelzők

A fékhőmérsékletjelzők célja, hogy a pilóták számára jelzést adjanak az egyes kerékegységek hőmérsékletéről. Bár minden repülőgéptípusnak megvannak a maga sajátos korlátai, például a felszállás megkezdéséhez jelzett maximális hőmérsékletre vonatkozóan, a fékhőmérséklet-jelzők összehasonlítása általános jelzést adhat a fékrendszer “állapotáról”. Például egy adott keréknél a nem megfelelő magas vagy alacsony hőmérséklet jelezheti a fék húzódását vagy működésképtelenségét. Hasonlóképpen, a felszállás után megnövekedett fékhőmérséklet jelezheti a gumiabroncs meghibásodását, amely keréktűzzel járt.

Fékventilátorok

A fékventilátorok csökkentik a fékek hűtési idejét a kerékre szerelt elektromos ventilátorok segítségével, amelyek a környezeti levegőt a fék- és kerékszerelvényeken keresztül fújják. Vegye figyelembe, hogy a műszerfalon feltüntetett maximális ajánlott felszállási hőmérséklet eltérő értéket vehet fel attól függően, hogy a fékventilátorokat használták-e vagy sem.

Parkolófék

A parkolófék általában kézi karos kiválasztással működik. Általában hidraulikus akkumulátorokra van szükség, ha a hidraulikus nyomás elegendő kell, hogy maradjon a rögzítőfék beállításainak hosszú ideig történő megtartásához, miután a motorok leálltak, és az elsődleges hidraulikus nyomásforrás már nem áll rendelkezésre. Egyes típusoknál a rögzítőfék nyomása idővel lecsapódik, és a fékek végül kiengednek.

Minden repülőgépet rögzíteni kell a parkolás után, hogy megakadályozza a nem tervezett mozgást.

Hatások

  • Túlmelegedett fékek
    • Fékezési teljesítménycsökkenés
    • Tűz
    • A gumiabroncsok leeresztése
  • Fékhiba
    • Fékúti kitérések (bár ez nagyon ritka ok)
    • Nemkívánatos repülőgép földi mozgása

Megsegítő tényezők

  • A fékbetétek és a futóműlábak burkolatai (amelyeket néha a fix futóműves könnyű repülőgépekre szerelnek) késleltethetik a fékek hűtését, és csapdaként szolgálhatnak az anyagok számára, amelyek aztán gyújtóforrásként szolgálhatnak a tüzekhez.
  • A korábban leszállt repülőgépek fékezési Actonjáról szóló pilótajelentéseket óvatosan kell kezelni, különösen, ha nem időzítettek. Minden ilyen jelentés szubjektív és gyakran megbízhatatlan, különösen, ha automatikus fékezéssel és fordított tolóerővel történő leszállásról adták. Ez különösen igaz, ha az előző repülőgép más típusú, mint az Ön által vezetett repülőgép.

Védekezés

  • A repülőgép berepülése előtt győződjön meg arról, hogy a gumiabroncsok megfelelően felfújtak, nincs nyoma hidraulikus szivárgásnak a fékvezetékeken vagy szerelvényeken, és hogy a fékkopásjelzők azt mutatják, hogy a fékek üzemképesek.
  • Az első guruláskor ellenőrizze a fékeket a megfelelő működés biztosítása érdekében.
  • Minimalizálja a fékezés szükségességét a földi műveletek során a teljesítménybeállítások lehetőség szerinti módosításával, beleértve a fordított tolóerő/fordított állásszög használatát, ha azt a légi jármű repülési kézikönyve lehetővé teszi. A földi műveletek során használja a beszerelt féktípusnak megfelelő fékezési technikát, mivel az acél- és szénfékek ajánlott technikái nem azonosak. Felszálláskor használja a gyártó által ajánlott automatikus fékezési beállítást, ha van automata fék. Leszálláshoz használja az automatikus fékezést a megfelelő beállítással, ha rendelkezésre áll.
  • Ha erős fékezés válik szükségessé, lehetőség szerint figyelje a fékek későbbi hőmérsékletét, és gondoskodjon a megfelelő hűtési időszakról. Használjon fékventilátorokat, ha rendelkezésre állnak. Ha nem állnak rendelkezésre fékhőmérséklet-jelzők, használja a gyártó fékhűtési táblázatait a minimális alapjárati idő meghatározásához. Ellenkező esetben a későbbi fékezési teljesítmény romolhat, és a gumiabroncsok túlmelegedése vagy leeresztése következhet be.
  • Hagyja a sebességfokozatot a szokásosnál hosszabb ideig lent, ha a felszállás után túlmelegedés gyanúja merül fel, feltéve, hogy ez nem befolyásolja az emelkedési teljesítményt olyan mértékben, amely veszélyezteti a biztonságos tereptávolságot vagy az ATC-távolságok betartását.
  • Tudja, hogyan működik a fékrendszer. Ismerje a kapcsolódó rendszerek – beleértve a hidraulikát, a csúszásgátlót és az automatikus fékeket – meghibásodásának következményeit, és ismerje a megfelelő eljárásokat a meghibásodott konfigurációban történő üzemeltetéshez.
  • Figyeljen a légi jármű váratlan mozgására a földön, különösen közvetlenül a rögzítőfék bekapcsolása után, vagy közvetlenül a rögzítőfék feloldása után, miután a rögzítőbetéteket felhelyezték. Ne merüljön el túlságosan a pilótafülkében, amíg meg nem győződött arról, hogy a repülőgép nem fog elmozdulni.

Megoldások

  • Ha úgy gondoljuk vagy gyanítjuk, hogy a fékek (és így a szomszédos gumiabroncsok) a felszállás után indokolatlanul forróak lehetnek, akkor a következő óvintézkedések lehetnek bölcsek, hogy az alkatrészeknek legyen idejük lehűlni:
    • A felszállás után hosszabb ideig hagyjuk a futóművet leengedve, figyelembe véve, hogy ez milyen hatással lesz az emelkedési teljesítményre.
    • Ha csak lehet, kerülje a leszállást nagyon röviddel a felszállás után.
    • Kövesse az AFM korlátozásait az erős fékezés utáni minimális földi lehűlési időre vonatkozóan. Ez különösen nagy sebességű visszautasított felszállás után érvényes.
  • Mindig mérlegelje, hogy a forró fékezéses eseményekhez tűzoltóknak kell-e részt venniük.
  • Minden jelentős fékezést olyan időpontokra korlátozza, amikor a repülőgép egyenes vonalban halad, hogy elkerülje a gumiabroncsok igénybevételét és az indokolatlan kopást
  • Gondoskodjon arról, hogy a fékezés soha ne történjen előre irányuló tolóerő vagy teljesítmény ellenében, miközben a repülőgép mozgásban van. Kerülje a fékekkel szembeni nagy teljesítmény beállítását, amikor a légi jármű megáll, kivéve, ha az előírt ellenőrzéseket vagy eljárásokat, mint például a hajtóművek beindítását végzi.
  • Ne “lovagoljon” véletlenül a lábujjfékeken gurulás közben

Balesetek és balesetek

  • SW4, Mirabel Montreal Kanada, 1998: tűz a kerékagyban, amelyet a fékek túlmelegedése okozott, és amely addig fejlődött, amíg a bal szárny meghibásodott, irányíthatatlanná téve a repülőgépet.
  • Kivonat az AAIB Bulletin No. 1/2007: A320-as repülőgépet érintő incidens, amely hidraulikus meghibásodást szenvedett, majd egy légihídnak ütközött, mivel a személyzet nem ismerte fel a fékrendszer meghibásodásának következményeit.
  • Kivonat az AAIB Bulletin No. 2/2005: repülőgép fékrendszerének meghibásodásával kapcsolatos incidens leszállás közben.
  • Kivonat az AAIB 1/2007. számú közleményéből: féktűzzel kapcsolatos incidens egy Robin R1180T repülőgépen.
  • Fékproblémák: 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: Nedves vagy szennyezett futópályák
  • Runway Safety Initiative Briefing Note: Pilot Braking Action Reports
  • Runway Safety Initiative Briefing Note: Runway Condition Reporting

Más

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

.

Leave a comment

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.