Давайте начнем со следующих известных (пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь в чем-то):
В свете этого, почему не разработаны более крупные гражданские самолеты, которые используют только колесные тормоза + спойлеры для торможения?
В частности, предположим, что вам пришлось переназначить тормозную силу, обеспечиваемую реверсами в начальном выпуске, только на спойлеры, насколько больше площади спойлера нужно было бы обеспечить?
В целом, спойлеры + колесные тормоза кажутся гораздо более послушными и безвредными, чем сложность и риски, связанные с обратной тягой?
Что дает?
PS.
Есть ли современные большие пассажирские реактивные самолеты, у которых вообще нет реверса?
Есть несколько причин наличия реверсоров тяги:
Для уменьшения износа тормозов.
Для обеспечения запаса прочности (например, во влажных условиях).
В 1995 году НАСА провело опрос авиакомпаний. Почему авиакомпании хотят и используют реверсоры тяги? . Результаты исследования, хотя и датированные, указывают на наличие реверсоров тяги.
Первый вопрос, заданный авиакомпаниям, был: «Зачем у нас реверсы тяги?» (...) Причина номер один, указанная авиакомпаниями, заключалась в обеспечении дополнительных тормозных сил в неблагоприятных погодных условиях (т. е. на мокрой, слякотной или скользкой взлетно-посадочной полосе). Авиакомпании также используют реверсоры тяги для уменьшения износа тормозов и обеспечения контроля направления и дополнительных запасов безопасности во время прерванного взлета (RTO).
Когда авиакомпании спросили, кого они считают основной организацией, стоящей за установкой реверсоров тяги на коммерческих транспортных самолетах, авиакомпании ответили утвердительно. То есть производители самолетов устанавливают системы на борт самолетов, потому что они нужны авиакомпаниям.
Большинство авиакомпаний рекомендуют использовать реверсоры тяги в начале посадки, чтобы свести к минимуму торможение.
Авиакомпании взвешивают экономические выгоды от использования реверсоров тяги (и износ двигателя) по сравнению с использованием тормозов, и результаты, кажется, указывают на значительную сумму денег, сэкономленную за счет использования реверсоров тяги. В отчете отмечается:
...оценена экономия затрат на тормозную систему за счет использования реверсоров тяги. Результаты показывают, что общая ежегодная экономия затрат на тормозную систему составляет около 8,6 млн долларов, или в среднем около 17 700 долларов на самолет для авиакомпании 17.
Хотя это почти наверняка преувеличение, цифры указывают на то, что авиакомпании определенно предпочтут реверсивные тяги усиленным торможениям.
В конце концов, обратная тяга может иметь важное значение для снижения требований к взлетно-посадочной полосе в случае мокрой взлетно-посадочной полосы. В 1999 году Qantas 747 пересек (мокрую) взлетно-посадочную полосу в Бангкоке и приземлился на поле для гольфа . Qantas использовала только реверс тяги на холостом ходу, а не полную мощность во время посадки в соответствии с эксплуатационной процедурой. Официальный отчет об авиационном происшествии включал данные из Руководства по обучению летного экипажа Boeing 747-400, в котором говорилось, что:
Немедленное включение реверсивной тяги при касании главной передачи и полная реверсивная тяга сокращают использование тормозов, тем самым сводя к минимуму их температуру.
Чтобы свести к минимуму износ карбоновых тормозов, сведите к минимуму количество торможений. Используйте максимальную реверсивную тягу и используйте автоматические тормоза в обычном режиме.
Нельзя переоценить важность установления желаемого уровня обратной тяги как можно скорее после приземления, чтобы свести к минимуму температуру тормозов, износ шин и тормозов, а также сократить тормозной путь на очень скользких взлетно-посадочных полосах.
В результате Qantas пересмотрела свои рабочие процедуры, потребовав полного реверса тяги. Износ тормозов является важной причиной использования реверсоров тяги. Например, в Airbus A380 :
... в отличие от реверсоров тяги на большинстве авиалайнеров, включая гигантский Boeing 747, они не останавливают самолет на более коротком расстоянии, чем одни только тормоза и спойлеры. Однако они снимают часть нагрузки с тормозов и полезны, если вода или снег делают взлетно-посадочную полосу скользкой.
У BAe 146 нет реверсора тяги; он справляется с воздушным тормозом в хвосте и спойлерами по всему крылу для торможения (что должно дать представление о том, сколько спойлеров требуется для устранения реверса). 146-му это сошло с рук из-за низкой скорости приземления (~ 90 узлов) и огромного воздушного тормоза, которого нет на других коммерческих авиалайнерах. При такой же площади спойлера в других коммерческих авиалайнерах (при отсутствии воздушных тормозов) они (спойлеры) занимали бы большую часть поверхности крыла, увеличивая вес и сложность. На некоторых Embraer ERJ 145 также отсутствуют реверсоры тяги (они не являются обязательными).
Добавленная сложность является допустимым моментом. Однако дополнительная опция торможения дает достаточно преимуществ, чтобы компенсировать дополнительные затраты. Кроме того, неверно, что реверс тяги никогда не ставится в заслугу. Согласно 14 CFR §25.109 , при расчете дистанции прерванной остановки обратная тяга не учитывается для сухой взлетно-посадочной полосы, но:
Может быть включен в качестве дополнительного средства замедления с использованием рекомендуемых процедур обратной тяги при определении дистанции прерванного взлета на мокрой взлетно-посадочной полосе.
Таким образом, по крайней мере, с точки зрения сертификации FAA, обратная тяга считается преимуществом во влажных условиях, что, как правило, является более важным случаем.
Да, колесные тормоза обеспечивают большую часть тормозного усилия. Но это также функция вашего второго пункта. Реверсоры не всегда разрешены, поэтому их использование просто сокращает тормозной путь. Часто с точки зрения эксплуатации предпочтительнее не использовать всю взлетно-посадочную полосу при посадке. Ранний выезд на взлетно-посадочную полосу может сократить задержки и время руления, а также освободить место для следующего самолета в очереди на эту взлетно-посадочную полосу. Если более длительный посадочный пробег все еще приемлем, реверсоры тяги помогают снизить нагрузку на тормоза. Хотя современные тормоза значительно улучшены по сравнению со старыми конструкциями, они по-прежнему нуждаются в замене после использования. Более резкое торможение также приводит к повышению температуры тормозов, что может потребовать дополнительного времени для охлаждения тормозов.
Полезно иметь дополнительный уровень безопасности при расчете посадочной дистанции. Если вы рассчитываете посадочную дистанцию, которая находится в пределах доступного расстояния, все равно остается много отказов, которые могут помешать остановке самолета. Реверсоры тяги обеспечивают дополнительное тормозное усилие, которое может компенсировать незапланированные недостатки в других областях.
Другие варианты обеспечения тормозного усилия имеют свои проблемы. Для примера посмотрите на спойлеры на 737 NG . Вы можете видеть, что они уже занимают всю доступную площадь по размаху. Это означает, что хордовая площадь должна быть увеличена. Это также увеличит вес и сложность. Потребуется дополнительная площадь панели и усиление поддерживающих систем. Кроме того, в то время как реверсоры тяги обеспечивают некоторое тормозное усилие на любой скорости, эффект от спойлеров более значительно снижается на более низких скоростях.
Ральф Дж.
фут
любопытный_кот