Kotúčové brzdy lietadiel

Brzdový kotúč lietadla Semicorex nie je veľký, ale je jedným zo základných komponentov v lietadle, rovnako dôležitý je pre „srdcový“ motor a „mozgový“ ovládač letu. Rovnako ako princíp automatickej brzdy, iba tepelná odolnosť bŕzd lietadla vyžaduje vyššiu a zvyčajne používa viackotúčový brzdový systém. Thebrzdyna kolesách poskytujú väčšinu spomaľovacieho účinku, pričom premieňajú obrovskú kinetickú energiu lietadla na vnútornú energiu kotúča bŕzd lietadla. Keď sa lietadlo pri vysokorýchlostnom rolovaní dostane do núdzovej situácie a potrebuje prerušiť vzlet, núdzové brzdenie vystaví brzdové kotúče ešte prísnejším skúškam, čo spôsobí ich rýchle zahriatie do rozžeraveného stavu.

Brzdové systémy lietadiel (okrem Boeingu 787) vo všeobecnosti využívajú technológiu hydraulického brzdenia. Motor poháňa hydraulické čerpadlo, ktoré premieňa nízky tlak na vysoký tlak a tento tlak prenáša cez hydraulické vedenia na ovládače bŕzd. Brzdové ovládače tlačia a tlačia na brzdový kotúč lietadla a trenie medzi kotúčmi poskytuje krútiaci moment, ktorý zabraňuje otáčaniu kolies, čím sa znižuje rýchlosť vzletu lietadla.

Znie to jednoducho, no v skutočnosti je to dosť zložité. Keďže lietadlá pristávajú vysokou rýchlosťou, obsahujú obrovské množstvo energie. Podľa zákona o zachovaní energie sa lietadlo potrebuje spoliehať na obraceče ťahu a brzdové systémy, ktoré absorbujú túto obrovskú energiu (pomáha aj aerodynamický odpor), aby lietadlo zastavilo. Počas procesu trenia kotúč brzdy lietadla premieňa väčšinu kinetickej energie lietadla na tepelnú energiu; teda prevádzková teplotabrzdové kotúčeje najmenej niekoľko stoviek stupňov Celzia.

Okrem toho sú brzdové systémy lietadla navrhnuté tak, aby zohľadňovali mnohé nepredvídané okolnosti, ktoré sa môžu vyskytnúť počas prevádzky, čo kladie ešte vyššie nároky nabrzdové kotúče. Čo ak sa napríklad lietadlo dostane do náhlej situácie pri rolovaní vysokou rýchlosťou po dráhe pripravujúcej sa na vzlet a potrebuje prerušiť vzlet? Alebo čo ak lietadlo krátko po štarte zistí poruchu systému a potrebuje sa vrátiť, ale klapky a lamely sa v tomto čase nedokážu úplne rozvinúť? V prípade týchto nepredvídaných okolností potrebuje brzdový kotúč lietadla absorbovať podstatne viac energie ako pri bežnom pristávaní.

Materiály použité na výrobu brzdových kotúčov lietadiel musia odolať treniu aj vysokým teplotám. Aký materiál môže spĺňať tieto požiadavky? Odpoveďou sú uhlíkové uhlíkové kompozitné materiály. Prvé lietadlá používali oceľové brzdové kotúče z práškovej metalurgie, ktoré trpeli nevýhodami, ako je vysoká hmotnosť, slabý výkon pri vysokých teplotách a krátka životnosť. Na porovnanie, brzdové kotúče z karbónového/karbónového kompozitu ponúkajú vynikajúci výkon a sú o 40 % ľahšie ako oceľové brzdové kotúče (pre veľké lietadlá s viacerými kolesami to znamená zníženie hmotnosti o stovky kilogramov alebo dokonca ton), čím získavajú široké uplatnenie.

Kompozitné materiály uhlík/uhlíkVysoce kvalitní továrna na ovocné kartony potažené voskem - Yilida

Po desaťročiach výskumu získali kompozitné materiály uhlík/uhlík vyrábané modernými procesmi vlastnosti, ako je vysoká špecifická pevnosť, vysoký špecifický modul, odolnosť voči vysokej teplote a vynikajúce vlastnosti v oblasti trenia a opotrebovania, ktoré môžu dobre spĺňať komplexné požiadavky na výkon leteckých materiálov pri vysokej teplote a vysokej rýchlosti.