Войти
Воздушные тормоза в задней части фюзеляжа самолета Eurowings BAe 146-300 
A ВВС США F-16 Fighting Falcon показывает свои тормоза с разделением скорости внутри стабилизаторов или «тайлеронов» . В воздухоплавании, воздушные тормоза или скоростные тормоза - это тип поверхностей управления полетом, используемых на самолете для увеличения лобового сопротивления или увеличения угла захода на посадку во время посадки. Пневматические тормоза отличаются от спойлеров тем, что пневматические тормоза предназначены для увеличения сопротивления при небольшом изменении подъемной силы, тогда как спойлеры уменьшают отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению и требуют более высокого угла атаки для поддержания подъемной силы, что приводит к более высокой скорости сваливания.
Самый ранний из известных пневматических тормозов был разработан в 1931 году и на крыле развернуты опорные стойки. Вскоре после этого были разработаны воздушные тормоза, расположенные в нижней части задней кромки крыла, которые на десятилетия стали стандартным типом воздушных тормозов.
В 1936 году Ханс Якобс, возглавлявший Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug (DFS) (DFS) исследовательскую организацию планеров нацистской Германии перед Второй мировой войной, разработал самодействующие лезвия пикирующие тормоза на верхней и нижней поверхности каждого крыла для планеров. Самые ранние планеры оснащались интерцепторами на крыльях, чтобы регулировать угол их снижения при заходе на посадку. Более современные планеры используют воздушные тормоза, которые могут ухудшать подъемную силу, а также увеличивать сопротивление, в зависимости от того, где они расположены.
Посадка F-15 с развернутой большой спинной воздушной тормозной панелью Часто характеристики как интерцепторов, так и воздушных тормозов желательны и сочетаются друг с другом - большинство современных авиалайнеров самолетов функция комбинированного спойлера и органов управления пневматическим тормозом. При посадке развертывание этих интерцепторов («подъемных самосвалов») вызывает резкую потерю подъемной силы, и, следовательно, вес самолета передается с крыльев на шасси, что позволяет механически тормозить колеса с гораздо меньшей вероятностью заноса. Кроме того, сопротивление формы , создаваемое спойлерами, напрямую способствует эффекту торможения. Обратная тяга также используется для замедления самолета после приземления.
A Fokker 70 из KLM приземляется с включенными скоростными тормозами. Практически все самолеты с реактивным двигателем имеют пневматический тормоз или, в случае большинства авиалайнеров, подъемные спойлеры, которые также действуют как воздушные тормоза. Самолет с пропеллером выигрывает от естественного тормозного эффекта пропеллера, когда двигатель задросселирован, но воздушные суда с реактивным двигателем не имеют такого врожденного тормозного эффекта и должны использовать воздушные тормоза для управления скоростью снижения. Многие ранние реактивные самолеты использовали парашюты в качестве воздушных тормозов при заходе на посадку (Arado Ar 234, Boeing B-47 ) или после приземления (English Electric Lightning ).
Морской ударный самолет Blackburn Buccaneer, спроектированный в 1950-х годах, имел разрезной хвостовой обтекатель, который мог гидравлически открываться в стороны, чтобы действовать как регулируемый воздушный тормоз. Это также помогло уменьшить длину самолета в ограниченном пространстве на авианосце .
F-15 Eagle, Су-27, У F-18 Hornet и других истребителей есть воздушный тормоз, расположенный сразу за кабиной .
Extended DFS с воздушными тормозами типа Slingsby Capstan Пневматический тормоз - это панель, соответствующая форме самолета, которую можно открыть с помощью гидравлического давления для создания сопротивления, подобно интерцепторам, которые находятся на краях самолета. крылья и открываются в верхнем положении, заставляя самолет приближаться к земле. Пневматические тормоза используются, когда самолету необходимо снизить скорость, а интерцепторы можно открыть только тогда, когда самолет приближается к взлетно-посадочной полосе и собирается приземлиться. Лифт-самосвалы, разновидность пневматического тормоза, установлены на верхней части фюзеляжа. Когда панель открыта, она действует как небольшой спойлер, мягко толкая самолет вниз. Закрылки также увеличивают лобовое сопротивление и уменьшают скорость полета, но в первую очередь предназначены для уменьшения скорости сваливания, позволяя самолету приземляться с меньшей скоростью.
NACA на иллюстрации установленных на фюзеляже тормозов воздушной скорости, заменяющих установленные на крыле панели После изобретения силового полета и быстрого развития самолетов в В начале 20 века конструкторы в течение нескольких десятилетий стремились сделать самолеты быстрее, чем раньше. В течение некоторого времени универсальной целью всех производителей было достижение скорости звука (сверхзвуковой скорости ), примерно 740 миль в час (миль в час). Помимо проблемы разработки двигателя, способного развивать такую скорость и предотвращения разрушения самолета под действием нагрузки, одной из основных проблем было то, как сохранить самолет в стабильном полете, а затем вернуть его к нормальной скорости полета с помощью более мощного двигателя. система торможения.
В 1930-х годах в пневматических тормозных системах все еще использовались простые закрылки, которые управлялись вручную с помощью рычага в кабине, с механическими устройствами, проходящими через крылья. Однако для того, чтобы воздушные тормоза работали на скорости 740 миль в час, их необходимо было установить на фюзеляже для улучшения управления крылом и использовать какой-либо амортизатор или гидравлическую систему, позволяющую пилоту физически потяните за рычаг, чтобы создать чрезмерное сопротивление воздуха..
Концепция установленных на фюзеляже воздушных тормозов, или скоростных тормозов, распространилась на протяжении 1930-х годов и в конечном итоге стала более распространенной в 1940-х. В 1930-х годах пилоты приземлялись, наклоняя нос самолета вверх под углом 45 градусов для коротких посадок, чтобы добиться быстрого замедления. При использовании этого метода «лобовое сопротивление увеличивается на 300 процентов, а расстояние, необходимое для приземления, сокращается до одной трети обычного тормозного пути». Однако возникла острая необходимость в разработке альтернативного способа резкого снижения скорости при приземлении, чтобы пилот не терял из виду то, что впереди. Это привело к разработке новой пневматической тормозной системы с дополнительными закрылками, установленными на крыле, которые открывались одновременно в двух направлениях. Такая конструкция с установкой на крыле позволила увеличить эффективную площадь закрылков на 100% для посадки, создав значительно большее сопротивление, чем концептуальная конструкция фюзеляжа, и в результате более резко снизилась скорость полета. Это означало, что пилот мог видеть взлетно-посадочную полосу перед самолетом, поскольку больше не было необходимости наклонять нос вверх под крутым углом при скоростях, близких к сваливанию.
Скорость замедления и фут-фунты силы, приложенной к каждому тормозу, зависят от того, где находится тормоз. Закрылки на верхней и нижней поверхности, расположенные вдоль крыльев, обеспечивают наиболее устойчивую кривую торможения (сравнивая силу, приложенную к скорости замедления), но закрылки подвергаются большим нагрузкам на теоретически более высоких скоростях. Спойлеры на крыльях испытывают меньшую силу, но не могут замедлить самолет на более высоких скоростях. Тормозные пластины, установленные на фюзеляже самолета, испытывают гораздо большую силу, прилагаемую на квадратный дюйм, но они также могут гораздо более эффективно снижать скорость самолета на более высоких скоростях при использовании с некоторой формой вспомогательного тормоза, установленного на крыле. С помощью панелей, установленных вдоль корпуса самолета, сами тормозные диски можно сделать толще, чтобы выдерживать большее количество приложенной к ним силы. Теоретически воздушные тормоза становятся все менее полезными на очень больших высотах, потому что простое увеличение площади поверхности самолета не создает достаточного сопротивления воздуха из-за истончения земной атмосферы на таких высотах. Согласно их технологиям, коэффициент лобового сопротивления для вертикального погружения на высоте 40000 футов или выше слишком велик для простого воздушного тормоза.
Двухступенчатые тормозные щитки RAF Hawker Typhoon и кривая коэффициента сопротивления До 1950-х годов, Британские исследователи обнаружили, что изменение формы тормозов вызвано изменением формы испытываемых воздушных тормозов и закрылков. Использование двух закрылков на крыло на военных истребителях, один из которых открывается вверх, а другой - вниз, обеспечивает наиболее быстрое замедление при сохранении точного управления самолетом. Закрылки, которые открываются вверх, создают прижимную силу в дополнение к уменьшению воздушной скорости, таким образом заставляя самолет приближаться к земле; И наоборот, закрылки, которые открываются вниз, создают повышающую силу, которая толкает нос самолета в воздух. Установленные на крыльях воздушные тормоза, которые открываются в обоих направлениях, позволяют противодействующим силам, направленным вверх и вниз, нейтрализовать друг друга, создавая сопротивление, которое вынуждает самолет замедляться. В то же время различные стили тормозных панелей испытывались для новых реактивных самолетов. Плоская панель обеспечила бы максимальное сопротивление воздуха, тем самым более эффективно снижая скорость воздуха, но огромное напряжение на панели делало ее непригодной в то время для высокоскоростных полетов. Из-за чрезмерных скоростей, создаваемых реактивным самолетом, эти силы могут быть слишком велики для тормозов. Кроме того, из-за отсутствия воздуха, проходящего через тормозные панели, малейшая турбулентность или изменение давления воздуха могут вывести дрон из равновесия. Тормозные пластины с прорезями или перфорацией значительно уменьшают искажение воздушного потока, что делает самолет более устойчивым при торможении на высоких скоростях, но за счет снижения скорости замедления. Чем больше открытого пространства обеспечивают пластины, тем лучше управление самолетом из-за меньшего количества возмущений воздушного потока. Существуют различные варианты тормозных дисков для разных самолетов, каждый со своим индивидуальным предназначением и использованием.
Примеры различных типов тормозных щитков с воздушным потоком вокруг или через них Такие принципы, как построение полуэмпирических зависимостей для оценки паразитов компонентов самолета сопротивление необходимо для развития и понимания физических свойств полета. По сути, все, что есть в самолете, принимается во внимание его размером, площадью поверхности и величиной создаваемого сопротивления. Все, от расположения и размера реактивных двигателей до формы фюзеляжа, крыльев, винглетов и закрылков, все записано, и выведены уравнения для развития идеи создаваемого сопротивления. В частности, в отношении пневматических тормозов и преднамеренного действия по снижению скорости воздуха исследуются щелевые закрылки, и строится график зависимости угла наклона закрылков и величины подъемной силы и сопротивления, создаваемых искажением в направление воздушного потока. Кроме того, для снижения воздушной скорости, «будь то в бою или при посадке, используются плоские пластины, которые прикреплены к фюзеляжу и имеют форму его геометрического контура при втягивании». В случае использования воздушных тормозов во время дозвукового полета уравнение лобового сопротивления будет CDπ_brake = 1,2-2,0 (в среднем 1,6).
Есть несколько стилей крыльев: основанные на закрылках и интерцепторах, встречающиеся на сегодняшних самолетах, которые очень напоминают некоторые из первых изобретенных тормозов воздушной скорости. Щелевые закрылки и закрылки «Фаулер» «предназначены для физического увеличения общей площади крыла, буквально увеличивая крыло». В закрылках с прорезями имеется по крайней мере один открытый зазор или щель между фактическим фиксированным ветром самолета и регулируемым закрылком. В этих типах воздух, проходящий под крылом самолета, может выходить вверх через прорезь из-за положения закрылка, наклоненного вниз. Этот направленный поток воздуха и дополнительная площадь поверхности под крылом вызывают небольшое давление прижимной силы, а также снижение скорости полета. Спойлеры часто используются в более крупных самолетах и используются более временно и в течение меньшего времени, чем обычные закрылки, поскольку они предназначены не только для замедления самолета, но и для создания прижимной силы, толкающей самолет к земле. Спойлеры - это, по сути, перевернутое крыло, где длина нижней части спойлера превышает длину верхней части, в результате высокое давление воздуха в верхней части спойлера толкает вниз по направлению к более низкому давлению воздуха внизу. Губы также используются для того, чтобы воздух, проходящий через верхнюю часть крыла, поднимался выше, создавая большее сопротивление, а также подталкивая самолет ближе к земле. Спойлеры на самолетах используются только при посадке, а не в воздухе, часто в сочетании с щелевыми закрылками. Вместе закрылки и спойлер нарушают плавный поток ветра и заставляют его подниматься и опускаться по разным поверхностям, выступающим из или через крыло, вызывая большое сопротивление ветру и лобовое сопротивление, снижая общую скорость воздуха, действуя как воздушный тормоз.
Space Shuttle Discovery при посадке, показывая, что его руль направления развернут в режиме скоростного тормоза deceleron - это элерон, который работает нормально в полете, но может разделяться пополам, так что верхняя половина поднимается вверх, а нижняя опускается для торможения. Этот метод был впервые использован на F-89 Scorpion и с тех пор использовался Northrop на нескольких самолетах, включая B-2 Spirit.
The Спейс Шаттл использовал аналогичную систему. Раздельный по вертикали руль направления раскрывается при приземлении как «грейфер», чтобы действовать как скоростной тормоз.
СМИ, связанные с Пневматические тормоза (самолет) на Wikimedia Commons
