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說(shuō)起剎車(chē)盤(pán),大多數(shù)人不太了解,這要從飛機(jī)的剎車(chē)原理說(shuō)起。飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)一般采用液壓制動(dòng)技術(shù)(波音787除外),由發(fā)動(dòng)機(jī)為液壓泵提供動(dòng)力,液壓泵將低壓轉(zhuǎn)換為高壓,通過(guò)液壓管路將壓力傳輸給剎車(chē)作動(dòng)器。剎車(chē)作動(dòng)器推動(dòng)壓緊剎車(chē)盤(pán),通過(guò)剎車(chē)盤(pán)間的摩擦,提供阻止機(jī)輪滾動(dòng)的力矩,以減小飛機(jī)滑跑速度。
這個(gè)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單的剎車(chē)盤(pán)其實(shí)一點(diǎn)兒都不簡(jiǎn)單。因?yàn)轱w機(jī)著陸時(shí)速度很快,蘊(yùn)含巨大能量,根據(jù)能量守恒定律,飛機(jī)需要依靠反推裝置和剎車(chē)裝置去吸收掉這個(gè)巨大能量(當(dāng)然氣動(dòng)阻力也能幫一點(diǎn)忙),才能使飛機(jī)靜止下來(lái)。剎車(chē)盤(pán)在摩擦過(guò)程中,把大部分飛機(jī)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,因此,剎車(chē)盤(pán)的工作溫度至少在幾百度。
不僅如此,飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí),還要考慮許多運(yùn)營(yíng)中可能出現(xiàn)的意外情況,這對(duì)剎車(chē)盤(pán)提出了更高要求。比如飛機(jī)在跑道高速滑跑準(zhǔn)備起飛時(shí),遇到突發(fā)狀況需要中止起飛。又比如飛機(jī)起飛不久發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障需要返回,而且這個(gè)時(shí)候襟縫翼又無(wú)法完全打開(kāi)。這些意外狀況對(duì)于剎車(chē)盤(pán)的挑戰(zhàn)在于,它需要吸收比正常著陸情況大得多的能量。
其中最嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)是上面提到的第二種,飛機(jī)設(shè)計(jì)師要開(kāi)展“最嚴(yán)酷著陸停止試驗(yàn)”來(lái)驗(yàn)證剎車(chē)盤(pán)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。在這個(gè)試驗(yàn)工況下,飛機(jī)比正常著陸情況更重(油箱幾乎是滿(mǎn)的)、速度更快、氣動(dòng)阻力更?。ń罂p翼不能完全打開(kāi))、反推裝置關(guān)閉,幾乎全靠剎車(chē)盤(pán)吸收飛機(jī)動(dòng)能。
那么這種情況下,剎車(chē)盤(pán)要吸收多大能量呢?按照飛機(jī)重78噸、以200節(jié)速度著陸來(lái)計(jì)算的話(huà),這個(gè)能量大約是360兆焦。如果高中物理還記得的話(huà),1焦耳能量可以把1N物體舉起1米。假設(shè)這個(gè)1N的物體是顆小蘋(píng)果,那么360兆焦。如果高中物理還記得的話(huà),1焦耳能量可以把1N物體舉起1米。假設(shè)這個(gè)1N的物體是顆小蘋(píng)果,那么360兆焦的能量可以把3.6萬(wàn)噸蘋(píng)果舉起1米,或者把這顆小蘋(píng)果舉起36萬(wàn)公里——那差不多是地球到月球的距離。
這時(shí)剎車(chē)盤(pán)由于吸收巨大能量,溫度急劇上升,達(dá)到一千多度,高溫使剎車(chē)盤(pán)呈現(xiàn)明亮的橙色,像一顆滾燙的火球。
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