飛機減速之機輪剎車-簡單暴力

我們講過飛機避震是如何進行的，避震和飛機的剎車減速幾乎是同時進行，今天我們就來了解下民航飛機著陸時如何減速制動。有人做過調查，重量500噸、著陸速度270千米/時的A380為例，它在著陸時會具有約1700兆焦的動能，物理學定義1焦耳能量可以把0.1千克的物體舉起1米，這個能量相當於將200噸的物體舉高至400多米，接近東方明珠的高度。而飛機在機輪觸地到脫離跑道的時間總共一分鐘不到，要在這麼短的時間內完成這個過程，不禁感嘆人類的智慧。

飛機減速制動的方式主要有三種：剎車片，反推以及擾流板。最主要的、起決定性作用的，要屬機輪剎車系統，也就是利用剎車片。據統計有70%的能量是由機輪剎車系統消耗的。今天我們就講一下機輪剎車。

飛機減震的過程就是摩擦生熱耗能，其實剎車的過程也就是將飛機的動能轉化熱能的過程，同樣是摩擦生熱，然後將熱能消耗掉。剎車的能量主要受飛機著陸重量，速度，場壓，場溫，剎車速率和反推使用情況，風速和坡度等影響。

飛機著陸時，機輪接觸地面開始高速滾動，飛行員操作剎車裝置，比如腳蹬，自動剎車選擇電門等向控制單元輸入指令信號，計算機經過複雜運算，輸出控制信號對剎車組件進行控制。那飛機的剎車組件又是如何呢？

737NG碳剎車

飛機的剎車組件和汽車的原理其實一樣，制動時利用液壓將動片與靜片擠在一起產生制動效果，生熱散熱。但是飛機體積重量巨大，一般的剎車片本剎不住，所以飛機使用多片剎車系統。

由於剎車車組件的可靠性直接關係到飛行安全，當飛機緊急剎車時，剎車片內部溫度可能高達幾千度。因此作為剎車片的材料必須能夠承受高溫、高應力、高熱衝擊的考驗。傳統的金屬剎車盤由於在熱導率、比熱容度、熱膨脹係數、耐燒灼性和抗氧化等方面的問題已經基本被淘汰，目前全世界範圍的飛機已基本使用上述化學和物理性質更加優異的碳剎車盤。值得一提的是，我國的剎車盤製造技術已經是世界先進水平。當剎車盤的磨損達到一定標準時就需要及時更換。

例如NG737，主起落架共四個主輪，四個剎車盤。根據剎車壓力來源的不同，NG飛機有分正常剎車，備用剎車和蓄壓器剎車三種。根據剎車的方式還分為人工操縱剎車和自動剎車。自動剎車選擇電門可以選擇著陸所需的減速率，當選擇最大減速率MAX的時候，必須拔出電門以選擇最大的減速度。

其中值得一提的是RTO（中斷起飛）。當空速大於80海裡/小時，決斷速度之前，遇到著火或火警、發動機失效和飛機不安全無法飛行等異常情況時，選擇中斷起飛。中斷起飛的決定必須由機長及時做出。如果決定中斷起飛，機長必須清晰地宣布"中斷起飛"，然後立即採取相應措施。中斷起飛一般都伴隨著高能剎車，飛機起落架部分受力嚴重同時伴隨著局部高溫，機輪可能磨損嚴重，甚至著火爆炸。

腳蹬位置

自動剎車面板

最後大家是不是覺得飛機沒有ABS？當然不是，飛機上一般叫做防滯剎車，由計算機AACU計算數據，控制輸出壓力來防止機輪打滑，防滯系統尤為關鍵。同時飛機上也有駐車功能，即停留剎車，通常利用蓄壓器壓力能保持較長時間。還有空中剎車，即起飛離地後機輪收上時，為防止轉動的機輪破壞輪艙部件而剎車。

737NG剎車系統簡圖

以上就是飛機機輪剎車的基本知識了，由於原理、線路、控制、部件等說起來乾燥乏味且篇幅很長，如果有想了解的可以留言。另外的反推和擾流板，在以後發動機和飛行操縱的知識裡我們再聊吧。