МС-21. Фото: Дмитрий Терехов / wikimedia.org
Значительную часть своей жизни самолет проводит на земле. Торможение, руление, разгон и, конечно, взлет и посадка – во всех этих процессах ключевую роль играет шасси. Шасси бывают разных типов, и не только колесные: лыжные, поплавковые и даже гусеничные.
Об одной из основных, в прямом смысле опорных систем самолета − в нашем материале.
Изобретая колесо для полетов
Первые проекты винтомоторных самолетов, созданные в XIX веке − воздушный паровой экипаж «Ариэль» Хенсона, моноплан Дю Тампля, воздухоплавательный снаряд Можайского – хоть и не смогли взлететь в привычном нам смысле, но уже имели колесные шасси. А вот легендарный «Флайер» братьев Райт, совершивший в 1903 году первый в истории полноценный полет, наоборот, был оснащен шасси саночного типа.
«Летающий автомобиль» Траяна Вуя
Однако уже в дальнейших полетах братья Райт использовали для разгона четырехколесную тележку, так что без колес и здесь не обошлось. В целом, уже с первых полетов колесные шасси становятся стандартом.
Следующий пионер самолетостроения, француз румынского происхождения Траян Вуя, снабдил свой «летающий автомобиль» 1903 года четырехколесным шасси с резиновыми пневматическими колесами на спиральных рессорах, очень похожим на автомобильную базу.
Схемы самолетных шасси
Тележку братьев Райт можно отнести к велосипедному типу шасси, который применялся в авиации и в последующие годы, например в самолетах Мясищева и Яковлева (бомбардировщик М-4 и многоцелевой самолет Як-28). Его отличие состоит в том, что опоры крепятся к фюзеляжу впереди и сзади центра тяжести самолета. У этого типа есть как минусы, так и плюсы. С одной стороны, велосипедное шасси снижает устойчивость при взлете и посадке, а с другой – позволяет добиться более совершенного с точки зрения аэродинамики крыла.
Большинство же поршневых самолетов имело шасси с хвостовой, или «классической», опорой. В ней две основные стойки шасси крепятся впереди центра тяжести машины, а дополнительная стойка располагается в хвосте. Такие шасси легче других вариантов. Кроме того, задранный нос оставлял место для большого винта. Но классическая схема требовала от пилота выполнения определенных правил, например при посадке нужно касаться земли всеми тремя точками одновременно, а при взлете первой отрывать от земли хвостовую опору. Также самолет с хвостовой опорой склонен к таким особенностям поведения, как рысканье, капотирование и козление. Сегодня такая схема применяется лишь на легких самолетах, например на знаменитых «кукурузниках» Ан-2.
Опора шасси Ил-2
С распространением реактивных двигателей наибольшую популярность получила схема с передним колесом, или трехстоечное шасси. В этом случае основные стойки располагаются за центром тяжести машины, а носовое колесо – перед центром тяжести. При этом почти весь разбег проходит с опорой на три стойки, только в самом конце отрывается носовая опора, а за ней и основные. При посадке сначала земли касаются основные опоры, а затем дополнительная. Трехстоечное шасси обеспечивает наиболее простое пилотирование и максимальную устойчивость. Среди недостатков − более высокая масса и склонность передней стойки к резонансным автоколебаниям «шимми».
Нужно упомянуть, что, кроме колесных шасси, самолеты приземляются и взлетают с помощью поплавков, лыж и даже подводных крыльев. Кроме того, существуют комбинированные варианты.
Досье на шасси
Самолетные шасси должны обеспечивать хорошую амортизацию, короткий тормозной путь, низкое лобовое сопротивление (особенно если они не убираются), быть устойчивыми к качению, компактными, легкими и, конечно, надежными и безопасными.
На шасси приходится 2,5-5% от взлетной массы современного авиалайнера и 1,5-1,75% от его стоимости, при этом около 20% эксплуатационных затрат связано именно с шасси. Срок жизни современного шасси – 60 тыс. часов работы или 20 лет, а промежуток между капремонтами составляет около 20 тыс. часов, но шины, конечно, меняются гораздо чаще – в среднем через каждые 200 циклов «взлет-посадка».
Рекордсменом по количеству колес на одном самолете на сегодня остается Ан-225, созданный для транспортировки космического челнока «Буран». Транспортник-гигант с максимальной взлетной массой 640 т поддерживали 32 колеса. А в новейшем российском лайнере МС-21 с максимальной взлетной массой 85 тонн используется три опоры по два колеса каждая.
Ан-225 в аэропорту Фарнборо
Колесо шасси состоит из шины (или, по-авиационному, – пневматики), корпуса и тормозного устройства. При всей схожести с привычной автомобильной шиной авиационная испытывает гораздо более сильные нагрузки, в том числе и температурные, а значит, и выполнена она из более прочных материалов. Для безопасности и увеличения срока службы заполняется шина не воздухом, а сухим азотом. Рассчитаны авиашины на работу при скоростях 250-300 км/ч, но в критической ситуации выдержат и больше. Размером и весом они также превосходят автомобильные – для замены самолетной резины потребуются 2-3 техника.
Как и другие авиационные системы, перед каждым полетом шасси проходит диагностику. На дальнемагистральных самолетах шины служат от 3 до 12 месяцев, а на ближнемагистральных − от двух недель до четырех месяцев. После этого их демонтируют и проверяют, по результатам проверки отправляют либо на обслуживание и восстановление протектора, либо в утиль.
