نگاهی به عملکرد ترمز هواپیما‌ها و نحوه کارکردشان!

به گزارش مجله خبری نگار، ترمز‌های هوایی (Speed brakes) تجهیزاتی هستند که برای ایجاد مقاومت زیاد در برابر هوا طراحی شده‌اند تا به هواپیما کمک کنند سریع‌تر ارتفاع خود را کاهش دهد؛ البته بدون اینکه سرعتش بیشتر از حد مجاز افزایش یابد. این ابزار‌ها به‌ویژه زمانی به کار می‌روند که خلبان نیاز دارد سرعت کاهش ارتفاع هواپیما را افزایش دهد، آن هم بدون اینکه با کاهش ناگهانی قدرت موتور به آن شوک وارد کند—کاری که می‌تواند موجب فرسودگی موتور شود.

معمولاً ترمز‌های هوایی در زمان کاهش ارتفاع یا فرود مورد استفاده قرار می‌گیرند، مخصوصاً وقتی برج مراقبت دستور فوری کاهش ارتفاع را صادر می‌کند: «سریع پایین بیا، اما از حد مجاز سرعت تجاوز نکن».

برخلاف اسپویلر (Spoilers) و وینگ‌لت‌ها (نوک‌های خمیده بال هواپیما)، ترمز‌های هوایی فقط با هدف افزایش مقاومت هوا به کار می‌روند و به طور مستقیم با نیروی بالابر (Lift) هواپیما تداخل ندارند. در هواپیما‌های سبک مانند Mooney، ترمز‌های هوایی از سطح بال بیرون می‌زنند تا جریان هوا را مختل کرده و سرعت هواپیما را کاهش دهند. این تجهیزات به‌صورت الکتریکی کنترل می‌شوند و در سرعت‌های پایین، تأثیر محسوسی بر کنترل‌پذیری هواپیما ندارند؛ به همین دلیل، ابزار بسیار مناسبی برای فرود و مدیریت سرعت محسوب می‌شوند.

جت‌ها و هواپیما‌های توربوپراپ نیز از ترمز‌های هوایی (که گاهاً boards نامیده می‌شوند) برای کنترل شیب گلاید (glideslope) و حفظ ثبات در زمان کاهش سریع ارتفاع استفاده می‌کنند. هواپیما‌های مجهز به موتور توربینی از نظر آیرودینامیکی فوق‌العاده مناسب هستند و حتی با دور آرام موتور (idle) نیز ممکن است در شیب‌های تند، به‌سرعت شتاب بگیرند. ترمز‌های هوایی این مشکل را با دو برابر کردن مقاومت هوا حل می‌کنند و به خلبانان اجازه می‌دهند تا سرعت فرود را در محدوده‌ای ایمن حفظ نمایند.

با وجود اینکه ایجاد مقاومت توسط ترمز‌های هوایی به مدیریت بهتر فرود کمک می‌کند، اما این ابزار در هواپیما‌های پیستونی همچنین جلوی خنک شدن بیش از حد موتور را نیز می‌گیرند و برای حفظ سلامت موتور موثر هستند. نکته مهم اینجاست که ترمز‌های هوایی تعادل پرواز را برهم نمی‌زنند و می‌توان از آنها تا نزدیکی حداکثر سرعت مجاز (redline) نیز استفاده کرد.

اسپویلرها: سطوح چندمنظوره‌ای که به کاهش نیروی بالابر کمک می‌کنند

اسپویلر‌ها با باله‌های عقبی و ترمز‌های هوایی تفاوت دارند؛ حتی کاربرد آنها در هواپیما نیز متفاوت است. آنها روی سطح بالایی بال هواپیما نصب می‌شوند و چند عملکرد اصلی دارند: کنترل سرعت، کاهش نیروی برآر (لیفت) و کمک به چرخش هواپیما (رول). وقتی اسپویلر‌ها باز می‌شوند، جریان هوا روی سطح بال مختل شده و در نتیجه نیروی لیفت کاهش می‌یابد؛ به عبارتی دیگر، مقاومت هوا افزایش پیدا می‌کند. این ترکیب باعث می‌شود اسپویلر‌ها در مراحل مختلف پرواز بسیار مفید باشند. هواپیما‌ها معمولاً در سه حالت از اسپویلر‌ها استفاده می‌کنند:

اسپویلر پروازی: عملکردی شبیه ترمز‌های هوایی دارند و هنگام نزول برای افزایش درگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اسپویلر زمینی: هنگام فرود فعال می‌شوند تا نیروی لیفت را از بین ببرند و چسبندگی چرخ‌ها به باند را برای ترمزگیری بهتر فراهم کنند.

اسپویلر رول (roll): به ایلرون‌ها (جزء اساسی سیستم کنترل هواپیما) کمک می‌کنند تا هواپیما سریع‌تر و مؤثرتر بچرخد، چراکه به‌صورت نامتقارن باز می‌شوند و چرخش هواپیما را بهبود می‌بخشند.

اکثر هواپیما‌های مسافربری مدرن و جت‌های تجاری از پنل‌های اسپویلر برای هر سه هدف فوق استفاده می‌کنند و اغلب دارای سیستم‌های ایمنی داخلی نیز هستند. به عنوان مثال، اسپویلر‌ها ممکن است در سرعت‌های پایین یا زمانی که خلبان نیروی پیشران را افزایش می‌دهد، به‌طور خودکار بسته شوند تا از کاهش ناخواسته لیفت جلوگیری کنند. در برخی هواپیما‌های ایرباس مانند مدل A۳۸۰ (که البته هم‌اکنون تولید آن متوقف شده)، حتی کنترل اسپویلر‌ها به‌دست رایانه‌های پرواز سپرده شده که بر اساس شرایطی مثل تماس چرخ‌ها با زمین، میزان بازشدن آنها را تنظیم می‌کنند.

تفاوت‌های کلیدی: مقاومت هوا در برابر اختلال در برآر

ترمز‌های هوایی و اسپویلر‌ها در ظاهر ممکن است عملکردی مشابه یکدیگر داشته باشند، چرا که هر دو برای کاهش سرعت هواپیما طراحی شده‌اند؛ اما در واقعیت، کارکرد و محل نصب آنها کاملاً متفاوت است. ترمز‌های هوایی صرفاً برای افزایش مقاومت طراحی شده‌اند و بر نیروی برآر تأثیری ندارند. همین ویژگی باعث می‌شود استفاده از آنها در مراحل مختلف پرواز—به‌ویژه در هواپیما‌های سبک و عمومی—امن‌تر باشد. این ترمز‌ها معمولاً روی بدنه (Fuselage) یا از بخش پایین بال بیرون می‌آیند، بدون آن‌که سطح بالایی بال را تحت تأثیر قرار دهند.

از سوی دیگر، اسپویلر‌ها مستقیماً در نیروی برآر اختلال ایجاد می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود آنها در فرود، چرخش هواپیما و همچنین کاهش سرعت بسیار مفید باشند؛ اما همین موضوع نیز به این معناست که خلبان‌ها باید هنگام استفاده از اسپویلر‌ها دقت بیشتری به خرج دهند. اسپویلر‌ها بیشتر در سیستم‌های کنترل پرواز یکپارچه شده‌اند و در هواپیما‌های جت مدرن اغلب توسط رایانه کنترل می‌شوند. در مقابل، ترمز‌های هوایی طراحی ساده‌تری دارند، معمولاً مستقیماً توسط خلبان کنترل شده و می‌توانند در هر لحظه از پرواز فعال شوند. اسپویلر‌ها به دلیل تأثیرشان بر تعادل پروازی، نیاز به سامانه‌های محافظتی دارند تا از فعال‌سازی ناخواسته یا نامتقارن، به‌ویژه در هواپیما‌های با سامانه (Fly-by-Wire)، جلوگیری شود.

در نهایت، ترمز‌های هوایی برخلاف اسپویلر‌ها عملکرد ساده‌تری دارند؛ یا به‌طور کامل از بدنه یا بال بیرون می‌آیند، یا اصلاً فعال نمی‌شوند. اما اسپویلر‌ها می‌توانند بسته به نیاز، به‌صورت تدریجی و تفاضلی عمل کنند—به‌ویژه زمانی که نقش کنترل چرخش هواپیما (مانند کمک به ایلرون در گردش) را بر عهده دارند. اگر با یک هواپیمای مسافربری مدرن پرواز می‌کنید، احتمالاً با اسپویلر‌ها سر و کار خواهید داشت؛ ولی در هواپیما‌های سبک‌تری مثل Mooney، معمولاً از ترمز‌های هوایی استفاده می‌شود. هرکدام برای هدف خاصی طراحی شده‌اند و در کار خود بسیار مؤثر هستند.

منبع:روزیاتو