Почему на авиашинах нет канавок по горизонтали?

Почти все самолеты, эксплуатируемые с подготовленных поверхностей, имеют кольцевые канавки для удаления воды между шиной и поверхностью взлетно-посадочной полосы.

С сайта Данлоп :

Большинство конструкций авиационных шин Dunlop имеют окружные канавки, отлитые в протекторе для отвода воды из-под протектора в условиях мокрой взлетно-посадочной полосы.

Протектор помогает снизить риск аквапланирования и улучшает сцепление между протектором и поверхностью взлетно-посадочной полосы.

В 1960-х годах НАСА провело ряд исследований, чтобы определить влияние дизайна протектора (среди прочего) на работу на мокрой взлетно-посадочной полосе и остановилось на форме окружных канавок.

В случае эксплуатации воздушных судов с грунтовых поверхностей шины могут иметь некоторый поперечный рисунок протектора.

Конечно, не всегда верно, что все самолеты имеют шины с продольными канавками.
В частности, самолеты, предназначенные для использования с неровных и неподготовленных полос, часто имеют сверхпрочные шины для работы в таких условиях.
Особенно подумайте о некоторых военных самолетах. Вот пример Sea Fury, развернутого в Корее во время войны, например: Ссылка
с сайта www.3rdattackgroup.com

Другой пример - He-111:

Источник изображения . Ссылка указывает на полную картину.

У вас есть два вопроса, давайте рассмотрим их для самолетов общей/коммерческой авиации, которые эксплуатируются в основном с взлетно-посадочных полос с твердым покрытием. Полеты по пересеченной местности и полосы травы/грязи подходят для других потребностей в шинах .

Почему авиационные шины не имеют горизонтальных канавок, как автомобильные шины?

Короткий ответ: вопреки распространенному мнению, рощи на самом деле уменьшают сцепление с дорогой. Автомобильные шины также предназначены для другого случая использования. Летние шины (в основном для сухого времени) могут быть близки по размеру к авиационным шинам (полные слики не везде разрешены). Все сезоны созданы для того, чтобы хорошо работать не только в дождь, но и во время снега и льда. Таким образом, рощи вырезаются для вытеснения воды, а также для обеспечения ограниченного сцепления на утрамбованном снегу.

Если шины имеют горизонтальные канавки, не поможет ли это увеличить трение и уменьшить вероятность отклонения?

Нет, но давайте покопаемся. Здесь нужно рассмотреть два случая: мокрая взлетно-посадочная полоса и сухая взлетно-посадочная полоса. Коэффициент трения резины на сухом асфальте чрезвычайно высок ~=0,9, но когда дело доходит до использования шин для остановки чего-либо (на самом деле, разрушения), вам нужен максимально возможный контакт резины с асфальтом (также известный как пятно контакта ). Таким образом, самая «цепкая» шина, если можно так выразиться, — это то, что обычно называют гоночным сликом , поскольку на ней нет канавок. Добавляя протектор, вы на самом деле уменьшаете сцепление, уменьшая пятно контакта, когда речь идет о сухой взлетно-посадочной полосе.

Так как самолеты иногда летают во влажную погоду (не говоря уже о снеге), это необходимо учитывать. Чтобы шина хорошо работала на мокрой дороге, нам нужно вытеснить воду, чтобы резина могла соприкасаться с асфальтом. Если у вас есть слой воды (даже тонкая пленка) между шиной и асфальтом, у вас есть то, что обычно называют аквапланированием (нет, рейтинг гидросамолетов вас за это не проверит); Вы можете прочитать полное исследование по этому вопросу здесь . Поскольку вам нужно только обеспечить площадь для вытеснения воды в простые рощицы, обеспечьте достаточно места без отрицательного влияния на сцепление, как это было бы с традиционным автомобильным протектором.

Другая связанная с этим причина, по которой они могут не иметь боковых канавок, заключается в том, чтобы предотвратить раскручивание шин, что может вызвать другие проблемы .

Область старых шин F1 Rain на самом деле очень похожа на авиационные шины, как видно здесь.

( источник )

Сравните с этим

( источник )

На взлетно-посадочных полосах есть горизонтальные канавки, позволяющие воде/слякоти «спрятаться» на большей площади поверхности. Эта функция помогает поддерживать небольшую толщину пленки жидкости.

В большинстве шин для самолетов не используются горизонтальные геометрические элементы — как блоки, так и прорези — чтобы резина на этих колесах, приземляющихся на скорости около 250 км/ч, не отслаивалась. При таком высоком давлении каналов или ребер достаточно, чтобы позаботиться о аквапланировании. Горизонтальные концы также представляют собой недостаток, связанный с отклонением канавки , если шаг шин совпадает с шагом взлетно-посадочной полосы.

Более того, шасси самолета спроектированы таким образом, что в конфигурации H передние колеса расчищают колею от слякоти, чтобы задняя пара могла зацепиться за нее.

Меньшие самолеты и «внедорожные» версии - обычно небольшие и легкие - имеют шины с рисунком. Некоторые используют их только спереди, в то время как задние шины, которые касаются земли первыми, представляют собой простые ребристые шины.

Недавно я наткнулся на статью Wired , в которой упоминается:

В первые мгновения после приземления шины скользят, а не катятся. Самолет, по сути, тащит их по взлетно-посадочной полосе до тех пор, пока их скорость вращения не сравняется со скоростью самолета. Вот почему они дымятся при приземлении и почему Michelin использует канавки вместо узоров блоков, которые можно увидеть на резине вашего автомобиля — блоки просто оторвутся. (Большая часть износа шин происходит в этот момент контакта — когда резина соприкасается с взлетно-посадочной полосой.) ​​Самые прочные шины рассчитаны на скорость до 288 миль в час.

Почему на авиашинах нет канавок по горизонтали?

Потому что, в отличие от автомобилей, где тяга — это сила, действующая на ведущие колеса в точке их соприкосновения с землей и направленная вперед, самолет тянется винтами или толкается реактивными двигателями, а колеса не создают тяги. Так что горизонтальные канавки не увеличат тягу в случае с самолетом. Даже у грузовиков неприводные колеса обычно имеют в основном вертикальные канавки с небольшими горизонтальными прорезями (см. рисунок).

Что касается « уменьшения вероятности отклонения », лучшими канавками являются вертикальные, потому что они могут захватывать почву и увеличивать трение в случае, если самолет имеет тенденцию отклоняться от курса при попытке приземлиться. Горизонтальные канавки будут иметь как раз худшую ориентацию, влево и вправо, выступая в этом направлении как коньки.