Тормоза

Тормоза для аэропланов, приспособление, уменьшающее скорость и расстояние пробега аэроплана по аэродрому. Торможение аэропланов возникло с самого начала авиации применением в хвостовой части аэроплана костыля, бороздящего поверхность аэродрома. В дальнейшем пытались использовать аэродинамич. Т. в виде поворотных открылков, которые увеличивали сопротивление воздуха. Но все эти средства оказались недостаточно эффективными и не удовлетворяли требованиям к Т. для аэропланов. Специфическими свойствами тормозных устройств для аэропланов, отличающих их от автотормозов являются: 1) раздельное торможение правого и левого колес для лучшего маневрирования самолета на рулении и посадке, 2) возможность регулирования степени торможения как средства против капотажа, 3) малый вес и 4) отсутствие необходимости торможения при заднем ходе.

Проблема аэропланных Т. впервые была разрешена в достаточной степени авиацией США применением колесных Т., использующих трение пневматиков о поверхность аэродрома. По способу действия Т. для аэропланов можно разделить на следующие типы: 1) механические Т. с прямой передачей от усилия руки или ноги пилота, применяемые для аэропланов небольших размеров; 2) гидравлические Т. с передачей усилий на Т. путем нагнетания незамерзающей жидкости в тормозную систему до определенного давления и применяемые для самолетов средних размеров; 3) пневматические Т. с косвенной передачей усилий, необходимых для торможения посредством управления реле (система клапанов), перепускающим в Т. сжатый воздух; 4) комбинированные тормозные устройства гидропневматические, или пневмогидравлические, главными источниками энергии (производящей работу торможения) которых является также сжатый воздух. Эти последние типы Т. применяются для аэропланов любых размеров вплоть до аэропланов-гигантов; 5) электротормоза, конструктивное оформление которых еще достаточно не проработано. Каждый из перечисленных типов тормозных устройств имеет свои преимущества и недостатки для эксплуатации на аэропланах и применяется в зависимости от различных условий и свойств аэроплана.

По конструкции колесные Т. аэропланов разделяются на три основных типа: ленточные, колодочные и дисковые. Наиболее распространенным типом конструкции авиатормозов являются колодочные Т., применяемые на автомобилях. Колодочные Т. имеют преимущества в отношении компактности и удобства размещения их внутри колеса, выгодного распределения усилий, создающих тормозной момент, и возможности сконструирования Т. достаточно малого веса несмотря на значительные силы, воспринимаемые Т. и колесом. Производство колодочных Т. просто и удобно для серийного изготовления. При колесных Т. шасси аэроплана должно иметь достаточный вынос относительно ц. т. его, что предотвращает капотаж при резком торможении, то есть опрокидывающий момент аэроплана при резком торможении должен быть меньше восстанавливающего. Невыполнение этого условия ведет к необходимости ограничивать степень торможения, благодаря чему тормозной эффект, к-рый могут дать Т., не будет использован. Это условие приближенно м. б. выражено неравенством

G-Η-μ < Gs,

где G — вес аэроплана^ Н — высота ц. т. над землей, μ — коэф. трения пневматика о землю из — горизонтальное расстояние от оси колеса до ц. т. Из этого неравенства определяется вынос шасси, характеризуемый обычно углом а,

Фигура 1.

для которого lg а > ^или tg ^а > l·¹· Потребный тормозной момент на колесе аэроплана определяется по ур-ию

^Мт=^η^_κ·Ά_κμ,

где G_K — вес, приходящийся на одно колесо,-п— перегрузка при приземлении, принимаемая обычно=1,1; R_K — радиус колеса с учетом обжатия пневматика под рабочей нагрузкой. Предварительно для усадки пневматика можно принять величину 0,2 -f- 0,3 диам. поперечного его сечения. Коэф. трения резины в зависимости от поверхности аэродрома значительно меняется. По данным иностранной литературы коэф. трения резины μ имеет следующие значения для сухой поверхности: о землю — 0,32, о бетон — 0,50, о дерево — 0,59, об асфальт — 0,60. Тормозной момент, определенный вышеуказанной ф-лой, является максимально предельным, т. к. граничит с возможностью блокирования колес, что является крайне нежелательным в виду быстрого износа пневматиков или прорыва их при плохом состоянии поверхности аэродрома. На фигуре 1 изображен ленточный механич. Т., состоящий из диска а, к к-рому приклепан кронштейн б. На кронштейне б укреплена лента с тормозной прокладкой (феродо) в и валик г с кулачком д, на шлицах валика посажен рычаг е с ушком, к к-рому подводится трос управления Т. Для регулировки зазоров между тормозной прокладкой и барабаном на диске а укреплены болты ж. Тормозной диск неподвижно связан с фланцем на шасси аэроплана болтами з. При натяжении троса рычаг и кулачок поворачиваются и отводят свободный конец ленты, прижимая ее к поверхности барабана колеса. Трение, возникающее между ними, задерживает вращение колеса и производит торможение. Возвращение ленты в первоначальное положение при растормаживании происходит под действием упругости самой ленты, а в случае недостаточности этого — возвратными пружинами, стягивающими ленту. На фигуре 2 изображен 2-колодочный механич. Т.’, состоящий из неподвижно закрепленного болтами на фланце шасси диска а, кронштейна б, колодок, облицованных феродо, виг, рычажка с валиком д, кулачка е, возвратных пружин ж и эксцентриковых болтов з, регулирующих зазоры между феродо и барабаном. Распор колодок и прижимание их к поверхности барабана создается так же, как и в лен

точном Т., поворотом рычага и кулачка, действующего на свободный конец колодки г. На фигуре 3 изображен 3-колодочный гидравлич. Т., состоящий из неподвижного диска а, колодок б, в и г, тормозного цилиндра с поршнем д, возвратных пружин е и эксцентриковых болтов ж. Распор колодок создается штоком поршня цилиндра д, в который нагнетается под давлением жидкость, способная не замерзать при — 50°. На фигуре 4 представлен пневматич. многоколодочный камерный Т., состоящий из неподвижного диска а, к которому приклепан кольцевой швеллер б с пазами; в пазы заходят выступы колодок в Между швеллером и колодками проложена резиновая камера г, колодки стягиваются кольцевыми возвратными пружинами д. Действие этого Т. производится нагнетанием сжатого воздуха в камеру, которая, расширя

ясь, раздвигает колодки и прижимает их к тормозному барабану колеса. Весьма существенное значение в колодочных Т. приобретает серводействие, то есть влияние сил трения одной колодки на другую, что имеет место при последовательном включении в работу в цепи тормозных колодок. При положительном серводействии силы трения, действующие на 2-ю колодку, соединен-

С-у

I—

I ^

N ^

1 V

1Л

Фигура 4.

н}чо с 1-й подвижным шарниром, будут прижимать его к барабану, то есть увеличивать нормальные силы и тем увеличивать тормозной момент. При отрицательном же происходит явление обратное, то есть силы трения стремятся отводить колодку от барабана и уменьшают нормальные силы и тормозной момент. В Т. аэропланов с прямой передачей необходимо использовать серводействие, так как потребные моменты торможения и усилия пилота достаточно велики. При косвенной передаче к Т., например сжатым воздухом, серводействие м. б. ослаблено до степени, необходимой лишь для того, чтобы уменьшить расход воздуха за счет понижения давления. Уменьше-

о:з 0.4 0,5 о,бм

ОД 0,4 0,5 0,6 ft

Фигура 5.

Фигура 6.

ние серводействия дает более ровную и мягкую работу Т., а главное уменьшается зависимость работы от колебаний коэфициентов трения феродо. Влияние серводействия изображено на фигуре 5 и б, где даны изменения тормозного момента, рассчитанного для коэф-та трения μ=0,5 и принятого за 100% в зависимости от изменения μ от 0,3 до 0,6. На фигуре 6 нулевая ордината принята для расчетного момента при отсутствии серводействия за 100% и ~ — Const. При положительном серводействии положительно, кривая—

восходящая с увеличением μ. При отрицательном, наоборот, —^^μ· отрицательно, кривая—нисходящая, несмотря на увеличение коэф-та μ. Кривые обозначены римскими цифрами: 7—относится к 2-кол од очному Т. с положительным сер водействием, II — к 2-кол од очному Т. с отрицательным серводействием, когда каждая колодка работает самостоятельно от своего распора,

III—к ленточному Т. с углом охвата в 300°. Т. с положительным серводействием дают, как видно из графиков, наибольшие колебания тормозного момента. Вторым важным фактором, влияющим на работу колодочного Т., является распределение нагрузки вдоль тормозной прокладки, что особенно чувствительно для Т. с положительным серводействием. На фигуре 7 изображена колодка с распределением нагрузки для идеально рабо

тающего Т. В этом случае равнодействующая нормальных сил проходит почти в середине прокладки Т., и нагрузки по прокладке распределены почти равномерно. Вследствие неравного износа или неправильных зазоров по длине прокладки равномерное распределение нагрузки нарушается, и равнодействующая нормальных сил будет перемещаться либо вверх либо вниз, как показано на фигуре 7, причем величина тормозного момента значительно изменяется. Горизонтальная линия диаграммы выражает величину нормальных сил, когда равнодействующая проходит в середине прокладки, то есть при равномерном распределении нагрузки. Для получения более ровной работы Т. центр вращения колодки следует перенести из положения I в положение II. Пунктирная кривая изменения равнодействующей нормальных сил указывает, насколько таковая снижает свой максимум. Поэтому для Т., особенно с большим серводействием, должен быть соблюдены концетричность, точная пригонка тормозных прокладок к барабану и определенные величины зазоров. Люфты колеса на оси также не допускаются, иначе правильная и спокойная работа Т. будет нарушена. Величина нормальных сил или давление на барабане определяется из условий равенства моментов сил трения между колесом и землей и тормозным момен-

D G

том. Сила трения на барабане Т — ~ ·μ·η· —

Im 2

и давление на барабане N=· — · п · где

D_K — диам. колеса, D_m — диам. Т., μ — коэф. трения резины о землю, μ_χ — коэф. трения тормозной прокладки, п — перегрузка и G — вес самолета. Задаваясь уд. нагрузкой на тормозную прокладку из условий износа и срока служ бы (обычно принимается 5—6 килограмм /см²), подсчитывают размер прокладки, ширина которой обычно составляет 0,1 -f-0,15 диам. Т. Колесные Т. аэропланов снижают величину пробега после посадки до 60%, дают лучшую маневренность при рулежке, предотвращают аварии при вынужденной посадке на площадку малых размеров, сокращают работу обслуживающего персонала при сопровождении на старт и обратно. С увеличивающимся насыщением самолетами аэродромов Т. приобретают чрезвычайное значение, и наличие Т. на аэроплане так же необходимо, как и на автомобиле.

Лит.: Дубровин А., Применение колесных тормозов на самолете (реферат), «Техника воздушного флота», М., 1927, 10, стр. 656; Michael F., «Ztschr. Flugtechnik u. Motorluftschiffahrt», Mch., 1931, 10и Л; Worning-Brown, «Aircraft-Engineering», L., 1931, June-July;

M e r r i t, «Automobile Engineering», 1931, May; Hofmann E., «Autotechn. Ztschr.», 1932, 21, p. 514—517; Scott Η о 1 1, «The Journal of the Royal Aeronautical Society», L., 1932, May. А. Машкевич.