دیسک ترمز هواپیما

دیسک ترمز هواپیما Semicorex بزرگ نیست، اما یکی از اجزای ضروری در هواپیما است، در مورد موتور "قلب" و کنترل کننده پرواز "مغز" اهمیت دارد. همانند اصل ترمز خودکار، فقط مقاومت حرارتی ترمزهای هواپیما نیاز به بالاتری دارد و معمولاً از سیستم ترمز چند دیسکی استفاده می کند. اینترمزهاپس از دهه‌ها تحقیق، مواد کامپوزیت کربن/کربن تولید شده توسط فرآیندهای مدرن ویژگی‌هایی مانند استحکام ویژه بالا، مدول ویژه بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و خواص اصطکاک و سایش عالی را به دست آورده‌اند که به خوبی می‌تواند الزامات عملکرد جامع مواد هوافضا را در شرایط دمای بالا و سرعت بالا برآورده کند.

سیستم های ترمز هواپیما (به جز بوئینگ 787) عموماً از فناوری ترمز هیدرولیک استفاده می کنند. موتور یک پمپ هیدرولیک را تامین می کند که فشار کم را به فشار بالا تبدیل می کند و این فشار را از طریق خطوط هیدرولیک به محرک های ترمز منتقل می کند. محرک های ترمز دیسک ترمز هواپیما را فشار داده و فشار می دهند و اصطکاک بین دیسک ها گشتاوری برای جلوگیری از چرخش چرخ ها ایجاد می کند و در نتیجه سرعت برخاست هواپیما را کاهش می دهد.

این ساده به نظر می رسد، اما در واقع بسیار پیچیده است. از آنجایی که هواپیماها با سرعت بالا فرود می آیند، حاوی مقادیر زیادی انرژی هستند. طبق قانون بقای انرژی، هواپیما برای جذب این انرژی عظیم (کشش آیرودینامیکی نیز کمک می کند) باید به معکوس کننده های رانش و سیستم های ترمز تکیه کند تا هواپیما را متوقف کند. در طی فرآیند اصطکاک، دیسک ترمز هواپیما بیشتر انرژی جنبشی هواپیما را به انرژی گرمایی تبدیل می کند. بنابراین، دمای عملیاتیدیسک های ترمزحداقل چند صد درجه سانتیگراد است.

علاوه بر این، سیستم‌های ترمز هواپیما به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بسیاری از شرایط پیش‌بینی‌نشده‌ای را که ممکن است در حین عملیات رخ دهد، در نظر بگیرند، و حتی تقاضاهای بالاتری را برای هواپیما ایجاد می‌کنند.دیسک های ترمز. به عنوان مثال، اگر یک هواپیما در حین تاکسی با سرعت بالا در باند فرودگاه که برای برخاستن آماده می شود، با یک موقعیت ناگهانی مواجه شود و نیاز به توقف تیک آف داشته باشد، چه؟ یا اگر هواپیما مدت کوتاهی پس از برخاستن هواپیما متوجه نقص سیستم شود و نیاز به بازگشت داشته باشد، اما فلپ ها و لت ها نتوانند به طور کامل در این زمان مستقر شوند، چه؟ در صورت بروز این شرایط پیش بینی نشده، دیسک ترمز هواپیما نسبت به یک فرود معمولی نیاز به جذب انرژی بسیار بیشتری دارد.

مواد مورد استفاده برای ساخت دیسک ترمز هواپیما باید هم اصطکاک و هم دمای بالا را تحمل کنند. چه موادی می تواند این الزامات را برآورده کند؟ پاسخ مواد کامپوزیت کربن کربن است. هواپیماهای اولیه از دیسک های ترمز فولاد متالورژی پودری استفاده می کردند که از ایراداتی مانند وزن زیاد، عملکرد ضعیف در دمای بالا و طول عمر کوتاه رنج می بردند. در مقایسه، دیسک‌های ترمز کامپوزیت کربن/کربن عملکردی عالی دارند و 40 درصد سبک‌تر از دیسک‌های ترمز فولادی هستند (برای هواپیماهای بزرگ با چرخ‌های متعدد، این به صدها کیلوگرم یا حتی تن کاهش وزن ترجمه می‌شود)، بنابراین کاربرد گسترده‌ای پیدا می‌کند.

مواد کامپوزیت کربن/کربنمواد کامپوزیتی هستند که از فیبر کربن به عنوان اسکلت و کربن به عنوان ماتریس تشکیل شده اند. الیاف کربن می توانند به شکل یک چارچوب سه بعدی پیوسته یا الیاف کوتاه خرد شده به طور تصادفی توزیع شوند. ماتریس کربن با آغشته کردن رزین یا گام کربنی کردن، یا با تجزیه در اثر حرارت و رسوب گازهای هیدروکربنی (مانند گاز طبیعی یا پروپان) به دست می آید.

پس از دهه‌ها تحقیق، مواد کامپوزیت کربن/کربن تولید شده توسط فرآیندهای مدرن ویژگی‌هایی مانند استحکام ویژه بالا، مدول ویژه بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و خواص اصطکاک و سایش عالی را به دست آورده‌اند که به خوبی می‌تواند الزامات عملکرد جامع مواد هوافضا را در شرایط دمای بالا و سرعت بالا برآورده کند.