I grandi aerei di linea commerciali possono avere pesi sconcertanti. Nel caso dell’A380-800, ad esempio, il peso massimo di atterraggio è di 386 tonnellate. Come frenano questi enormi aerei quando atterrano e che tipo di freni hanno gli aerei?

Gli aerei hanno freni?

In breve: Sì, gli aerei hanno i freni. Gli aerei hanno freni a disco simili a quelli sulla vostra auto, anche se in una forma più pesante. Questi freni a disco da soli non sono sufficienti per portare l’aereo ad un fermo controllato in modo sicuro però. Per rallentare il più rapidamente possibile e per massimizzare la funzione dei freni delle ruote, gli aerei a reazione usano comunemente anche inversori e flap di spinta. Questi sistemi sono impegnati dopo che le ruote dell’aereo toccano la pista durante l’atterraggio.

Gli aerei sono macchine affascinanti. A parte il fatto che possono portarti da un posto all’altro in poche ore, ci sono anche alcuni fatti interessanti su di loro, che possono essere difficili da comprendere per una mente umana.

Ad esempio, non molte persone lo sanno, ma secondo il servizio di tracciamento dei voli FlightAware, in un dato momento, ci sono 9.700 aerei nel cielo. Ciò significa che ci sono quasi 1,2 milioni di persone nel cielo. Un’altra cosa che spesso sconcerta le persone sono i freni in un aereo. Spesso le persone chiedono come un aereo applica i freni.

Ci sono due tipi di freni in un aereo: freni ad aria e freni di atterraggio. Proprio come i freni su un veicolo, anche le ruote della maggior parte degli aerei hanno freni. Ma quelli possono essere utilizzati solo quando l’aereo tocca il suolo.

Storia dei freni degli aerei

Quando l’industria degli aerei stava appena iniziando, non c’erano freni su un aereo. Invece dei freni, i piloti si basavano sulla bassa velocità, sulle superfici morbide del campo d’aviazione e sull’attrito causato dallo slittamento della coda per ridurre la velocità dell’aereo una volta che colpiva il suolo.

Ma dopo la prima guerra mondiale, i sistemi frenanti furono progettati per gli aerei. Man mano che la tecnologia ha iniziato a progredire, gli aerei sono diventati più grandi e le persone hanno iniziato a utilizzare piste lisce e pavimentate.

Come gli aeroplani frenano quando atterrano?

Anche se gli aerei sono diventati uno dei modi più convenienti di viaggiare nel mondo moderno, ci sono pochissime persone che sono a conoscenza di come funziona. Come tutti sappiamo, quando un aereo sta per atterrare, è ad alta velocità, in genere 165 mph. La domanda qui è che come può un aereo de-accelerare in modo sicuro, anche se sta arrivando a una velocità così elevata?

Per capire la risposta a questa domanda, dobbiamo capire come funziona la frenata, non solo in un aereo, ma in qualsiasi veicolo che ha ruote. Come abbiamo già detto sopra, il processo di frenatura esercita una coppia sulle ruote a causa della quale viene prodotto l’attrito. Di conseguenza, l’attrito viene prodotto con il terreno e perde energia cinetica, e quindi il veicolo si ferma.

Ma la cosa di attrito è che dipende interamente dal peso del veicolo. Nel caso dell’aeroplano, quando sta atterrando, l’ascensore aerodinamico rende il peso dell’aereo zero e, quindi, i freni sulle ruote sono praticamente inefficienti per fermare l’aereo. Ecco perché l’aereo ha bisogno di trovare altri modi per fermarsi fino a quando sia il sollevamento aerodinamico che la velocità non hanno raggiunto uno stadio sufficiente.

Gli aerei moderni utilizzano due diversi sistemi di frenatura per fare questo: gli spoiler e gli inversori di spinta. La cosa interessante qui è che entrambi questi sistemi sono controllati da un computer. Non appena le ruote vengono messe a terra, gli spoiler si attivano completamente. Questi spoiler sono in realtà lembi che si trovano all’estremità delle ali. Funzionano per ridurre il sollevamento aerodinamico e aumentare la resistenza.

Questi flap sono un fattore importante nel sistema frenante perché, senza di essi, l’attrito delle ruote non sarà sufficiente per una frenata efficiente. Il secondo sistema, gli inversori, si trovano nei motori e possono essere attivati, quindi lo scarico del motore viene reindirizzato in avanti, anziché all’indietro. Questi invertitori aiutano anche a ridurre la quantità di stress che le ruote devono tollerare. E anche se sono controllati dai computer, in caso di emergenza, i piloti sono pronti a prendere in consegna manualmente.

In che modo i piloti controllano i freni?

Oggi, tutti gli aerei moderni sono dotati di freni. Affinché un aereo atterri con successo a terra, è imperativo che quei freni funzionino correttamente. I freni sono responsabili della riduzione della velocità dell’aereo.

In tal modo, gli aerei prendono una quantità significativa in modo che possano fermarsi al momento giusto. Sono anche responsabili di tenere fermo l’aereo durante il processo di avviamento del motore e sono responsabili della guida durante il taxi.

La maggior parte delle ruote di un aereo sono dotate di un’unità freno. Il naso e la ruota di coda, tuttavia, non hanno freni. In qualsiasi aereo tipico, i piloti possono controllare i freni dai collegamenti meccanici / idraulici al pedale del timone.

Quando un pilota spinge la parte superiore del pedale destro, attiva i freni sulla ruota principale destra/ruote, e quando il pilota spinge la parte superiore del pedale del timone sinistro, attiva il freno sulla ruota principale sinistra/ruote.

I freni funzionano in modo piuttosto semplice: convertono l’energia cinetica del movimento in energia termica. Questo viene fatto con l’aiuto dell’attrito. A causa dell’attrito, viene generato molto calore. Affinché i freni funzionino in modo efficace, è importante che siano correttamente mantenuti, ispezionati e regolati.

Tipi e costruzione di freni per aeroplani

Gli aeroplani moderni usano freni a disco. Il disco ruota mentre il gruppo ruota girevole ruota, ma quando vengono applicati i freni, una pinza stazionaria resiste alla rotazione causando attrito contro il disco. Il design del sistema frenante a disco e la sua complessità variano da un aereo all’altro.

Tutto dipende dalle dimensioni, dal peso e dalla velocità di atterraggio dell’aeromobile. Anche se ci sono molti tipi di freni, studieremo quelli più comuni: freni singoli, freni doppi e freni multipli.

I grandi aerei utilizzano freni a rotore segmentato mentre gli aerei più vecchi e più grandi utilizzavano freni a tubero espansore. Quindi approfondiamo i tipi di freni:

Freni a disco singoli

I freni a disco singoli sono comunemente usati da velivoli piccoli e leggeri. In questo tipo di freno, un singolo disco è calettato o imbullonato a ciascuna ruota. Quando la ruota gira, anche il disco gira. Una pinza non rotante è imbullonata alla flangia dell’asse del carrello di atterraggio. Questo aiuta ad applicare i freni quando l’attrito viene applicato su entrambi i lati del disco.

Freni a doppio disco

Quando un singolo disco su ogni ruota non è sufficiente per azionare i freni, vengono utilizzati freni a doppio disco. Mentre un singolo disco è calettato alla ruota in freni a disco singolo, qui, due dischi sono calettati alla ruota. C’è un vettore centrale che si trova tra i due dischi. Ha rivestimenti su entrambi i lati che contatta tutti i dischi quando i freni sono applicati. Questi freni a doppio disco sono utilizzati principalmente in aerei grandi e pesanti.

Freni a disco multipli

Il terzo tipo di freni più comunemente utilizzato sono i freni a disco multipli. Tale tipo di freni è considerato freni pesanti. Il sistema di assemblaggio del freno include un supporto per cuscinetti esteso. Questo supporto esteso del cuscinetto è simile ad un’unità del tubo di coppia di torsione che è imbullonata alla flangia dell’asse. La sua funzione è quella di supportare le varie parti di un freno tra cui un cilindro anulare, un pistone, una piastra posteriore e un fermo della piastra posteriore.