Σύστημα προσγείωσης

Οι τροχοί προσγείωσης αποτελούν το σύστημα προσγείωσης ενός αεροσκάφους ή διαστημοπλοίου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για απογείωση όσο και προσγείωση. Σε γενικές γραμμές στα αεροσκάφη χρησιμοποιείται και για τους δύο σκοπούς.

Ανάσυρση του συστήματος προσγείωσης ενός Boeing 727 μετά την απογείωση.

Το κύριο σύστημα προσγείωσης 20 τροχών ενός A380-800.

Μεταπολεμικό Washington B.I (B-29) της RAF με ειδικό σύστημα υποστήριξης στην ουρά.

Στα αεροσκάφη, το σύστημα προσγείωσης υποστηρίζει το σκάφος όταν δεν πετάει, επιτρέποντάς του να απογειωθεί, προσγειωθεί και τροχιοδρομήσει χωρίς φθορές. Συνήθως χρησιμοποιούνται τροχοί, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και τροχοπέδη, πέδιλα, πλωτήρες ή ένας συνδυασμός αυτών και άλλων στοιχείων, ανάλογα τόσο με την επιφάνεια όσο και με το αν το σκάφος λειτουργεί μόνο κατακόρυφα (VTOL) ή είναι σε θέση να τροχοδρομεί κατά μήκος της επιφάνειας. Τα ταχύτερα αεροσκάφη έχουν συνήθως ανασυρόμενο σύστημα προσγείωσης, το οποίο αναδιπλώνονται κατά τη διάρκεια της πτήσης ώστε να μειωθεί η αντίσταση του αέρα ή η οπισθέλκουσα.

Για οχήματα εκτόξευσης και οχήματα εξωγήινης προσγείωσης, το σύστημα προσγείωσης είναι συνήθως σχεδιασμένο για να στηρίζει το σκάφος μόνο μετά την πτήση και συνήθως δεν χρησιμοποιείται για απογείωση ή μετακίνηση στο έδαφος.

Τροχοί προσγείωσης αεροσκαφών

Διατάξεις τροχών

Αεροσκάφος SAN Jodel D.140 Mousquetaire με συμβατικό σύστημα προσγείωσης.

Αεροσκάφος Mooney M20J με τρίκυκλο σύστημα προσγείωσης.

Μέθοδοι απορρόφησης δονήσεων συστημάτων προσγείωσης.

Ελαιοστήριγμα (πιεσμένου αερίου-ελαίου) με συνδέσμους ροπής.

Ελαιοστήριγμα με συρόμενο σύνδεσμο.

Δίσκοι από καουτσούκ σε συμπίεση με συρόμενη σύνδεσμο, που χρησιμοποιούνται στη σειρά αεροσκαφών Mooney M20.

Απλή ράβδος ελατηρίων από χάλυβα, που χρησιμοποιείται σε πολλά ελαφρά αεροσκάφη.

Απλή ράβδος χάλυβα

Τα συστήματα προσγείωσης των αεροσκαφών περιλαμβάνουν συνήθως τροχούς εφοδιασμένους με απλά αμορτισέρ ή πιο εξελιγμένους θραύστες αέρα/ελαίων, για προσγείωση σε διαδρόμους και τραχείς επιφάνειες. Ορισμένα αεροσκάφη είναι εξοπλισμένα με πέδιλα για το χιόνι ή πλωτήρες για νερό, ή/και πηδάλια ή πλωτήρες (ελικόπτερα).^[1]

Αποτελούν το 2,5% με 5% του μέγιστου βάρους απογείωσης και το 1,5 με 1,75% του κόστους κατασκευής ενός αεροσκάφους αλλά το 20% του κόστους συντήρησης της ατράκτου. Κάθε τροχός μπορεί να υποστηρίξει έως 30 τόνους, να αναπτύξει ταχύτητα 300 χλμ./ώρα, να κυλήσει με ταχύτητα έως 500.000 χλμ./ώρα και έχει χρόνο ζωής 20.000 ωρών ή 20 έτη.^[2] Το σύστημα προσγείωσης αποτελεί συνήθως το 4–5% της μάζας απογείωσης και μπορεί να φτάσει έως και το 7%.^[3]

Διατάξεις των τροχών

Τα συστήματα προσγείωσης έχουν συνήθως δύο τύπους:

• συμβατικό σύστημα προσγείωσης, όπου υπάρχουν δύο κύριοι τροχοί προς τα εμπρός του αεροσκάφους και ένας μόνο πολύ μικρός τροχός ή τροχοπέδη στο πίσω μέρος.
• τρίκυκλο σύστημα προσγείωσης όπου υπάρχουν δύο κύριοι τροχοί (ή συστήματα τροχών) κάτω από τα πτερύγια και ένας τρίτος μικρότερος τροχός στο μπροστινό τμήμα.

Η συμβατική διάταξη των τροχών ήταν συνηθισμένη κατά την πρώιμη περίοδο της έλικας, καθώς επιτρέπει περισσότερο χώρο για την έλικα. Τα περισσότερα σύγχρονα αεροσκάφη έχουν τρίκυκλα συστήματα προσγείωσης. Η συμβατική διάταξη θεωρείται πιο δύσκολη στη προσγείωση και στην απογείωση (επειδή η διάταξη είναι συνήθως ασταθής, δηλαδή μια μικρή απόκλιση από την ευθεία, έχει την τάση να αυξάνεται παρά να διορθώνεται) και συνήθως απαιτεί ειδική εκπαίδευση του πιλότου. Μερικές φορές προστίθεται ένας μικρός τροχός ουράς ή μια τροχοπέδη σε αεροσκάφη με τρίκυκλο σύστημα, σε περίπτωση χτυπήματος της ουράς κατά την απογείωση. Το Concorde, για παράδειγμα, διαθέτει ανασυρόμενο υποστηρικτικό τροχό, μιας και τα αεροσκάφη πτερύγων δέλτα απαιτούν μεγάλη γωνία κατά την απογείωση. Τόσο το μεγαλύτερο βομβαρδιστικό του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου της Boeing, το B-29 Superfortress όσο και το επιβατικό τρικινητήριο Boeing 727 της δεκαετίας του 1960 διαθέτουν ανασυρόμενο τροχό υποστήριξης στην ουρά. Ορισμένα αεροσκάφη με ανασυρόμενο συμβατικό σύστημα προσγείωσης έχουν σταθερό ουραίο τροχό, ο οποίος παράγει ελάχιστη οπισθέλκουσα (δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος της ροής αέρα πέρα από τον ουραίο τροχό καλύπτεται από την άτρακτο) και ακόμη βελτιώνει τη σταθερότητα κλίσης σε ορισμένες περιπτώσεις.^[4] Μία άλλη διάταξη που χρησιμοποιείται συχνά είναι ο κύριος κεντρικός και ο μπροστινός τροχός με στηρίγματα στις πτέρυγες. Αυτό συμβαίνει όταν δεν υπάρχει επαρκής χώρος σε καμία από τις δύο πλευρές για την τοποθέτηση του κύριου βραχίονα ή τη τοποθέτηση του όταν ανασυρθεί. Σε παραδείγματα περιλαμβάνονται το κατασκοπευτικό Lockheed U-2 και το Harrier Jump Jet.^[5]

Ανασυρόμενοι τροχοί

Προκειμένου να μειωθεί η οπισθέλκουσα κατά την πτήση, ορισμένα συστήματα προσγείωσης ανασύρονται στα πτερύγια και/ή στην άτρακτο με τροχούς που κλίνουν προς την επιφάνεια ή εισέρχονται πίσω από πόρτες. Το σύστημα αυτό ονομάζεται ανασυρόμενοι τροχοί προσγείωσης. Εάν οι τροχοί παραμένουν και εκτίθενται μερικώς στον αέρα μετά την ανάσυρσή τους, το σύστημα ονομάζεται ημι-ανασυρόμενο.^[6]

Τα περισσότερα συστήματα ανάσυρσης λειτουργούν υδραυλικά, αν και μερικά λειτουργούν ηλεκτρικά ή και χειροκίνητα. Αυτό προσθέτει βάρος και πολυπλοκότητα στον σχεδιασμό. Στα συστήματα με δυνατότητα ανάσυρσης, ο χώρος όπου τοποθετούνται οι τροχοί ονομάζεται φρεάτιο τροχών, το οποία μπορεί επίσης να μειώσει τον χώρο φορτίου ή καυσίμων.^[7]

Οι πιλότοι που επιβεβαιώνουν ότι το σύστημα προσγείωσης τους είναι κλεισμένο και κλειδωμένο αναφέρονται σε «τρεις πράσινες» ή «τρεις στο πράσινο», μια αναφορά στις ηλεκτρικές ενδεικτικές λυχνίες (ή στις βαμμένες επιφάνειες των μηχανικών μονάδων ένδειξης) από τους μπροστινό και ουριαίο τροχό και τους δύο κύριους τροχούς. Οι κόκκινες λυχνίες σημαίνουν πως οι τροχοί βρίσκονται πάνω και κλειδωμένοι. Οι πορτοκαλί λυχνίες δείχνουν ότι το σύστημα προσγείωσης είναι υπό μετακίνηση (ούτε κλειδωμένο κάτω ούτε πλήρως ανασυρμένο).^[8]

Παρέχονται πολλαπλά στοιχεία ώστε να αποφευχθεί η πλήρης αποτυχία του συστήματος προσγείωσης. Είτε λειτουργεί ηλεκτρικά είτε υδραυλικά, το σύστημα προσγείωσης μπορεί συνήθως να τροφοδοτείται από πολλαπλές πηγές. Σε περίπτωση αποτυχίας του συστήματος τροφοδοσίας, είναι πάντα διαθέσιμο ένα σύστημα επείγουσας επέκτασης. Αυτό μπορεί να λάβει τη μορφή χειροκίνητου στροφάλου ή αντλίας ή μηχανικού μηχανισμού ελεύθερης πτώσης, ο οποίος αποσυνδέει τα ανοίγματα και επιτρέπει στο πηδάλιο να πέσει λόγω της βαρύτητας. Ορισμένα αεροσκάφη υψηλής απόδοσης μπορούν να διαθέτουν ακόμη και ένα αναπληρωματικό σύστημα υποστήριξης με πιεσμένο άζωτο.^[9]

• 
  Αεροσκάφος Me 163B Komet με τους τροχούς προσγείωσης του στη θέση τους
• 
  Οι τροχοί προσγείωσης ενός Boeing 767 κατά τη διάρκεια ανάσυρσης στην άτρακτο
• 
  Σχηματική αναπαράσταση υδραυλικά χειριζόμενου συστήματος προσγείωσης, με τον τροχό να εισέρχεται στην ρίζα της πτέρυγας
• 
  Αεροσκάφος Boeing 737-700 με τους κύριους τροχούς προσγείωσης ανασυρμένους στα φρεάτια χωρίς πόρτες
• 
  Αεροσκάφος Ju 87D με στήριγμα τροχού στον δεξιό τροχό

Μεγάλα αεροσκάφη

Καθώς τα αεροσκάφη αποκτούν μεγαλύτερο μέγεθος, χρησιμοποιούν περισσότερους τροχούς για να αντιμετωπίσουν τα αυξημένα βάρη. Το πρώτο «γιγαντιαίο» αεροσκάφους που τέθηκε σε παραγωγή, το γερμανικό βομβαρδιστικό μεγάλης εμβέλειας Zeppelin-Staaken R.VI του Α΄ Παγκοσμίου Πολέμου του 1916, χρησιμοποιούσε συνολικά δεκαέξι τροχούς στο σύστημα προσγείωσής του, χωρισμένους σε δύο τροχούς στο μπροστινό μέρος και δεκαέξι στην κύρια μονάδα τροχών — χωρισμένους σε τέσσερις τετράδες σε κάθε πλευρά, ή δύο τετράδες τροχών σε κάθε πλευρά — κάτω από κάθε κινητήρα, για την υποστήριξη των περίπου 12 μετρικών τόνων που ζύγιζε το αεροσκάφος. Πολλαπλοί «παράλληλοι τροχοί» σε αεροσκάφη — κυρίως σε φορτηγά αεροσκάφη, τοποθετημένοι στις κάτω πλευρές της ατράκτου ως ανασυρόμενες μονάδες τροχών στα σύγχρονα μοντέλα — εμφανίστηκαν για πρώτη φορά κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, στο πειραματικό γερμανικό φορτηγό αεροσκάφος Arado Ar 232, το οποίο χρησιμοποιούσε μια σειρά έντεκα «δίδυμων» σταθερών σετ τροχών κάτω από την κεντρική γραμμή της ατράκτου ώστε να υποστηρίξει τα βαρύτερα φορτία ενόσω βρισκόταν στο έδαφος.^[10] Πολλά από τα μεγάλα εμπορικά αεροσκάφη του 21ου αιώνα χρησιμοποιούν αυτή τη διάταξη για τους ανασυρόμενους τροχούς προσγείωσης (συνήθως τοποθετημένους στις κάτω γωνίες της κεντρικής δομής της ατράκτου). Το Airbus A340-500/-600 διαθέτει επιπλέον σύστημα προσγείωσης τεσσάρων τροχών στην κεντρική γραμμή της ατράκτου, λίγο-πολύ όπως η μονάδα δίδυμων τροχών που χρησιμοποιούνταν στην ίδια θέση στα επιβατικά αεροσκάφη DC-10 και MD-11.^[11]

Το Boeing 747 έχει πέντε σετ τροχών: η διάταξη στο μπροστινό τμήμα και τέσσερα σετ τεσσάρων τροχών. Ένα σετ βρίσκεται κάτω από κάθε πτέρυγα και δύο εσωτερικά σετ βρίσκονται στην άτρακτο, λίγο πίσω από τους εξωτερικούς τροχούς, έχοντας συνολικά δεκαοκτώ τροχούς και ελαστικά.^[12] Το Airbus A380 έχει επίσης σετ τεσσάρων τροχών κάτω από κάθε πτέρυγα και σετ έξι τροχών κάτω από την άτρακτο.^[13]

Το μεγαλύτερο τζετ φορτηγό αεροσκάφος στον κόσμο, το ουκρανικό Antonov An-225 έχει τέσσερις τροχούς στο μπροστινό τμήμα και 28 μονάδες τροχών/ελαστικών στο κύριο τμήμα, διαθέτοντας συνολικά 32 τροχούς και ελαστικά.^[14]

• 
  Διάταξη τροχών των μεγάλων επιβατικών αεροσκαφών
• 
  Σύστημα προσγείωσης 24 τροχών του Antonov An-124
• 
  Το A340-600 διαθέτει επιπλέον σύστημα προσγείωσης στην άτρακτο

Πλωτήρες

Ορισμένα αεροσκάφη διαθέτουν εξοπλισμό προσγείωσης προσαρμοσμένο ώστε να απογειώνονται και να προσγειώνονται στο νερό.

Ένα υδροπλάνο διαθέτει σύστημα προσγείωσης που αποτελείται από δύο ή περισσότερους πλωτήρες.

Ένα ιπτάμενο πλοίο διαθέτει μια κατώτερη άτρακτο που έχει το σχήμα όπως το κάτω μέρος του πλοίου για να του δίνει άνωση, έχοντας συνήθως ένα «σκαλοπάτι» κοντά στο κέντρο βαρύτητας ώστε το σκάφος να απογειώνεται με μεγαλύτερη ευκολία από την επιφάνεια του νερού. Μερικές φορές υπάρχουν επιπλέον συστήματα προσγείωσης, που αποτελούνται κυρίως από πλωτήρες στις πτέρυγες ή σπανιότερα, από φουσκωμένες πλευρές στο κάτω μέρος της ατράκτου, με τις κάτω επιφάνειες να σχηματίζουν διαμήκεις γωνίες.

Τα ελικόπτερα που μπορούν να προσυδατωθούν ίσως έχουν πλωτήρες ή σκελετό πλοίου.

Ένα αμφίβιο αεροσκάφος διαθέτει σύστημα προσγείωσης τόσο για τη στεριά όσο και για επιχειρήσεις στο νερό.

Άλλοι τύποι συστημάτων προσγείωσης

Πειραματικό σύστημα προσγείωσης ενός B-36 Peacemaker.

Αποσπώμενο σύστημα προσγείωσης

Ορισμένα αεροσκάφη χρησιμοποιούν τροχούς κατά την απογείωση και στη συνέχεια μόλις απογειωθούν τους εκτινάσσουν για βελτιωμένη αεροδυναμική ροή αέρα χωρίς την πολυπλοκότητα, το βάρος και τις απαιτήσεις χώρου ενός αποσπώμενου μηχανισμού. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι τροχοί που εκτοξεύονται τοποθετούνται μερικές φορές σε άξονες οι οποίοι αποτελούν τμήμα ενός χωριστού πλαισίου (μόνο για τους κύριους τροχούς) ή ενός «καροτσιού» (για συστήματα τριών τροχών). Η προσγείωση πραγματοποιείται έπειτα με τροχοπέδη ή παρόμοιες απλές συσκευές.^[15]

Σε ιστορικά παραδείγματα περιλαμβάνεται το πυραυλοκίνητο μαχητικό Messerschmitt Me 163 Komet,^[16] το γιγαντιαίο ανεμόπτερο Messerschmitt Me 321 Gigant, και το πρωτότυπο αναγνωριστικό βομβαρδιστικό Arado Ar 234^[17]. Το κύριο μειονέκτημα χρήσης αυτών των συστημάτων στα γερμανικά αεροσκάφη του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου ήταν πως τα αεροσκάφη θα βρισκόταν διασκορπισμένα στα στρατιωτικά αεροδρόμια αφότου είχαν προσγειωθεί από αποστολή και δεν θα μπορούσαν να τροχιοδρομήσουν με δική τους ισχύ στην κατάλληλη θέση, κάτι που τα έκανε ευάλωτα σε χτυπήματα των συμμαχικών μαχητικών. Ένα παρόμοιο σύγχρονο παράδειγμα είναι οι ακροπτερύγιοι υποστηρικτικοί τροχοί του αναγνωριστικού αεροσκάφους Lockheed U-2 οι οποίοι πέφτουν στο έδαφος αμέσως μετά την απογείωση και το αεροσκάφος στηρίζεται σε ράβδους από τιτάνιο για την προσγείωση του.^[18]

Ελικόπτερα

Σωληνοειδείς ολισθητήρες προσγείωσης χρησιμοποιούνται συχνά στα ελικόπτερα ώστε να εξοικονομείται βάρος και πολυπλοκότητα, καθώς και να υπάρχει δυνατότητα για την τοποθέτηση συσκευών επίπλευσης. Εντούτοις, ο κίνδυνος ύπαρξης συντονισμού στο έδαφος μπορεί να απαιτήσει την χρήση αποσβεστήρων, έτσι ώστε οι κρούσεις ή οι κραδασμοί να μην μεταδίδονται στο κύριο σύστημα του έλικα.^[19]

Ένα P-47 της RAF με τον τοποθετημένο μπροστά κύριο τροχό προσγείωσης.

Εμπρόσθια και πλευρική ανάσυρση

Μερικά στηρίγματα του κυρίου συστήματος προσγείωσης αεροσκαφών του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου, περιέστρεφαν το κύριο στήριγμα του συστήματος κατά 90 μοίρες με σκοπό να δοθεί η δυνατότητα σε ένα απλό σύστημα προσγείωσης να τοποθετήσει με αποτελεσματικότητα και ασφάλεια τον τροχό εντός της πτέρυγας ή ενός καλύμματος του κινητήρα. Σε παραδείγματα χρήσης του συστήματος περιλαμβάνονται τα Curtiss P-40, Vought F4U Corsair, Grumman F6F Hellcat, Messerschmitt Me 210 και Junkers Ju 88.

Παράλληλη διάταξη

Hawker Siddeley Harrier GR7 (ZG472). Οι δύο κύριοι τροχοί βρίσκονται παράλληλα κάτω από την άτρακτο, με έναν μικρότερο τροχό κάτω από κάθε πτέρυγα.

Μια ασυνήθιστη διάταξη του συστήματος προσγείωσης υπήρξε στο Hawker Siddeley Harrier, το οποίο είχε δύο κύριους τροχούς παράλληλα στο μπροστινό τμήμα κάτω από την άτρακτο και έναν μικρότερο τροχό κοντά στην άκρη κάθε πτέρυγας. Στα Harriers δεύτερης γενιάς, το πτερύγιο εκτείνεται πέρα από τους εξωτερικούς τροχούς, επιτρέποντας τη μεταφορά μεγαλύτερων φορτίων πυρομαχικών, ή την επέκταση των πτερυγίων για τις πτήσεις κενής μεταφοράς.^[20]

Διάφορες μορφές αυτής της διάταξης χρησιμοποιήθηκαν σε στρατιωτικά αεροσκάφη τζετ κατά τη δεκαετία του 1950, με πρωτοποριακό το Martin XB-51, και αργότερα σε άλλα όπως τα U-2, Myasishchev M-4, Yakovlev Yak-25, Yak-28, Sud Aviation Vautour, και B-47 Stratojet μιας και έδινε την δυνατότητα για περισσότερο χώρο στο εσωτερικό μεταξύ των κύριων τροχών.^[21]

Διευκόλυνση προσγείωσης με αντίθετο άνεμο

Η κύρια διάταξη προσγείωσης ενός Blériot XI.

Μια πρώιμη διάταξη συστήματος προσγείωσης που παθητικά επέτρεπε την πραγματοποίηση προσγείωσης με αντίθετο άνεμο, εν αντιθέσει με την «ενεργητική» διάταξη του B-52, εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο μοντέλο Bleriot VIII του 1908. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε στο πολύ πιο γνωστό αεροσκάφος Blériot XI που διέσχισε τη Μάγχη το 1909 αντιγράφοντας τα πρώτα σχέδια του αεροσκάφους Etrich Taube. Στη διάταξη αυτή η απορρόφηση των κραδασμών του κύριου συστήματος προσγείωσης γινόταν από ένα κάθετο μέλος με καλώδιο. Η κάθετη στήλη κατά μήκος της οποίας ολίσθαινε το μέλος για να απορροφήσει τους κραδασμούς της προσγείωσης, επέτρεπε στον κύριο τροχό να περιστρέφεται κατά τη διάρκεια προσγειώσεων εν μέσω μέτριων ανέμων αντίθετης κατεύθυνσης.^[22]

«Γονατίζων» τροχός

Μερικά από τα πρώτα μαχητικά τζετ του Αμερικανικού Πολεμικού Ναυτικού ήταν εξοπλισμένα με «γονατίζοντες» εμπρόσθιους τροχούς που αποτελούνταν από πηδαλιουχούμενους βοηθητικούς τροχούς με μικρά στηρίγματα που βρισκόταν μπροστά από τον κυρίως τροχό, δίνοντας τη δυνατότητα στα αεροσκάφη να τροχιοδρομήσουν με τον κύριο τροχό ανασυρμένο. Το χαρακτηριστικό αυτό είχε σκοπό να ενισχύσει την ασφάλεια στα αεροπλανοφόρα ανακατευθύνοτας τις εκτονώσεις θερμών αερίων προς τα πάνω, και μειώνοντας τις απαιτήσεις για χώρο στα υπόστεγα μιας και τα αεροσκάφη μπορούσαν να σταθμεύσουν έχοντας το μπροστινό τμήμα τους κάτω από την ουρά ενός άλλου αεροσκάφους με παρόμοιο εξοπλισμό. Ο γονατίζων τροχός χρησιμοποιήθηκε στο North American FJ-1 Fury^[23] και τις πρώτες εκδόσεις του McDonnell F2H Banshee, αλλά πρακτικώς είχε ελάχιστη επιχειρησιακή χρησιμότητα, και δεν χρησιμοποιήθηκε σε μεταγενέστερα μαχητικά του Ναυτικού.^[24]

Τα μπροστινά συστήματα προσγείωσης ορισμένων μεγάλων φορτηγών αεροπλάνων, όπως το Antonov An-124 Condor, γονατίζουν ώστε να βοηθήσουν στη φόρτωση και αποφόρτωση εμπορευμάτων.^[25]

Πτυσσόμενος τροχός

Προκειμένου να εξοικονομηθεί πολύτιμος χώρος, έχουν δημιουργηθεί διάφοροι σχεδιασμοί με δυνατότητα αναδίπλωσης και διεύρυνσης.

Ελαφρά αεροσκάφη

Για τα ελαφρά αεροσκάφη, ένας τύπος συστήματος προσγείωσης, ο οποίος είναι οικονομικός στην παραγωγή, είναι ένα απλό ξύλινο τόξο που είναι ελασματοποιημένο ξύλο φλαμουριάς, όπως χρησιμοποιήθηκε σε ορισμένα πρώιμα αεροσκάφη. Ένας παρόμοιος τοξωτός τροχός κατασκευάζεται επίσης από χάλυβα. Το Cessna Airmaster ήταν μεταξύ των πρώτων αεροσκαφών που χρησιμοποίησαν χαλύβδινους τροχούς προσγείωσης. Το κύριο πλεονέκτημα αυτών των τροχών είναι πως δεν χρειάζονται συσκευές απορρόφησης κραδασμών. Το φύλλο απόκλισης παρέχει την απορρόφηση των κραδασμών.

Ανεμόπτερο Schleicher Ka 6e με μονό σύστημα προσγείωσης.

Αεροσκάφη με έναν τροχό

Για τη μείωση της οπισθέλκουσας, τα σύγχρονα ανεμόπτερα χρησιμοποιούν συνήθως έναν τροχό, ανασυρόμενο ή σταθερό, τοποθετημένο στο κέντρο της ατράκτου που ονομάζεται μονός τροχός προσγείωσης. Ο μονός τροχός προσγείωσης χρησιμοποιείται και σε ορισμένα αεροσκάφη με κινητήρα στα οποία η μείωση της οπισθέλκουσας αποτελεί προτεραιότητα όπως το Europa XS. Όπως και το πυραυλοκίνητο μαχητικό Me 163, ορισμένα ανεμόπτερα πριν τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο χρησιμοποιούσαν στήριγμα απογείωσης το οποίο απορριπτόταν κατά την απογείωση και στη συνέχεια προσγειωνόταν επί σταθερών ράβδων.^[26] Αυτή η διαμόρφωση συνοδεύεται απαραιτήτως από έναν μηχανισμό ουριαίας προσγείωσης.

Αεροσκάφη κάθετης προσγείωσης

Τα πειραματικά αεροσκάφη κάθετης προσγείωσης χρησιμοποιούν συστήματα προσγείωσης στης ουρές τους ώστε να πραγματοποιούν κάθετη απογείωση και προσγείωση.

Συστήματα εδάφους

Η ιδέα πίσω από ένα σύστημα εδάφους είναι το αεροσκάφος να αφήνει τους τροχούς στο έδαφος κατά την απογείωση, ώστε να μειώνεται το βάρος και η οπισθέλκουσα. Σε τέτοια συστήματα περιλαμβάνονται στηρίγματα και καροτσάκια, όπως για παράδειγμα στο γερμανικό πυραυλοκίνητο μαχητικό Me 163B και το πρωτότυπο αναγνωριστικό βομβαρδιστικό τζετ Arado Ar 234A αμφότερα μοντέλα του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου.

Οι τροχοί προσγείωσης ενός Boeing 747-400, λίγο πριν την προσγείωση.

Πηδάλια

Υπάρχουν διάφοροι τύποι πηδαλίων. Τα αεροσκάφη με συμβατικό σύστημα προσγείωσης πηδαλιουχούνται μέσω πηδαλίων εκτροπής με ελεύθερα περιστρεφόμενο ουριαίο τροχό, ή μέσω πηδαλιουχούμενων συνδέσμων στον ουριαίο τροχό, ή μέσω διαφορικών φρένων. Τα αεροσκάφη με τρίκυκλο σύστημα προσγείωσης έχουν συνήθως πηδαλιουχούμενο σύνδεσμο στον μπροστινό τροχό (ειδικά τα μεγάλα αεροσκάφη), αλλά σε ορισμένα επιτρέπεται η ελεύθερη περιστροφή του μπροστινού τροχού και χρησιμοποιούνται διαφορικά φρένα ή/και πηδάλια εκτροπής για την κίνηση του αεροσκάφους, όπως συμβαίνει στο Cirrus SR22.

Ελαστικά και τροχοί

Δύο μηχανικοί αντικαθιστούν έναν κύριο τροχό προσγείωσης σε αεροσκάφος Lockheed P-3 Orion.

Πλήρωμα εδάφους της Luftwaffe επιδιορθώνει τους τροχούς και τα ελαστικά ενός He 177A, Φεβρουάριος 1944.

Ο αριθμός των ελαστικών που απαιτούνται για ένα συγκεκριμένο μεικτό βάρος αεροσκάφους στηρίζονται σε μεγάλο βαθμό στα χαρακτηριστικά επίπλευσης. Ειδικά κριτήρια επιλογής, π.χ. ελάχιστο μέγεθος, βάρος ή πίεση, χρησιμοποιούνται για την επιλογή κατάλληλων ελαστικών και τροχών από τον κατάλογο του κατασκευαστή και τα πρότυπα του κλάδου που βρίσκονται στην ετήσια έκδοση για τα αεροσκάφη που εκδίδει η Tire and Rim Association, Inc.

Φόρτος τροχού

Η επιλογή των ελαστικών του κύριου τροχού γίνεται με βάση την κατάσταση στατικής φόρτωσης. Ο συνολικός φόρτος του κυρίου ελαστικού ${\displaystyle F_{\text{m}}}$ υπολογίζεται θεωρώντας πως το αεροσκάφος τροχιοδρομεί κινούμενο με χαμηλή ταχύτητα χωρίς πέδηση:^[27]

${\displaystyle F_{\text{m}}={\frac {l_{\text{n}}}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}W.}$

όπου ${\displaystyle W}$ είναι το βάρος του αεροσκάφους και ${\displaystyle l_{\text{m}}}$ και ${\displaystyle l_{\text{n}}}$ είναι η απόσταση που μετράται από το κέντρο βαρύτητας του αεροσκάφους (cg) προς τον κύριο και τον μπροστινό τροχό αντίστοιχα.

Η επιλογή των ελαστικών του μπροστινού τροχού βασίζεται στον φόρτο του τροχού αυτού ${\displaystyle F_{\text{n}}}$ εν μέσω πλήρους έντασης φρεναρίσματος:^[27]

${\displaystyle F_{\text{n}}={\frac {l_{\text{m}}}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}(W-L)+{\frac {h_{\text{cg}}}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}\left({\frac {a_{\text{x}}}{g}}W-D+T\right).}$

όπου ${\displaystyle L}$ είναι η άνωση, ${\displaystyle D}$ είναι η οπισθέλκουσα, ${\displaystyle T}$ είναι η ώθηση, και ${\displaystyle h_{\text{cg}}}$ είναι το ύψος του κέντρου βαρύτητας του αεροσκάφους από το στατικό έδαφος. Οι συνήθεις τιμές του ${\displaystyle {\frac {a_{\text{x}}}{g}}}$ σε ξηρό σκυρόδεμα κυμαίνονται από 0,35 σε απλό σύστημα φρένων έως 0,45 σε σύστημα φρένων αυτόματου ελέγχου πίεσης. Όσο τα ${\displaystyle L}$ και ${\displaystyle D}$ έχουν θετικές τιμές, το μέγιστο βάρος του εμπρόσθιου τροχού εμφανίζεται σε χαμηλή ταχύτητα. Η αντίστροφη ώθηση μειώνει τον φόρτο του εμπρόσθιου τροχού, και έτσι η κατάσταση ${\displaystyle T=0}$ έχει ως αποτέλεσμα την μέγιστη τιμή:^[27]

${\displaystyle F_{\text{n}}={\frac {l_{\text{m}}+h_{\text{cg}}({\frac {a_{\text{x}}}{g}})}{l_{\text{m}}+l_{\text{n}}}}W.}$

Για τη διασφάλιση πως οι υπολογισμένοι φόρτοι δεν θα ξεπεραστούν σε καταστάσεις στασιμότητας ή φρεναρίσματος, ποσοστό ασφαλείας της τάξης του 7% χρησιμοποιείται στον υπολογισμό των εφαρμοσμένων φορτίων.

Πίεση γόμωσης

Υπό την προϋπόθεση ότι ο φόρτος του τροχού και η διάταξη του συστήματος προσγείωσης παραμένουν αμετάβλητα, το βάρος και ο όγκος του ελαστικού θα μειωθούν με την αύξηση της πίεσης γόμωσης.^[27] Από την άποψη της επίπλευσης, η μείωση της επιφάνειας επαφής των ελαστικών θα προκαλέσει υψηλότερη ένταση στην επιφάνεια του διαδρόμου, ακυρώνοντας έτσι ορισμένους αερολιμένες από τα πεδία επιχειρήσεων ενός αεροσκάφους. Η πέδηση θα είναι επίσης λιγότερο αποτελεσματική λόγω της μείωσης της δύναμης τριβής μεταξύ των ελαστικών και του εδάφους. Επιπλέον, η μείωση του μεγέθους του ελαστικού και, κατά συνέπεια, του τροχού, θα μπορούσε να δημιουργήσει πρόβλημα εάν τα εσωτερικά φρένα πρέπει να τοποθετηθούν μέσα στις ζάντες των τροχών. Τα επιχειρήματα κατά της υψηλότερης πίεσης είναι τέτοιας φύσης ώστε οι χειριστές εμπορικών αεροσκαφών γενικά προτιμούν τις χαμηλότερες πιέσεις προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η διάρκεια ζωής των ελαστικών και να ελαχιστοποιηθεί η τάση στον διάδρομο.^[28] Ωστόσο, η υπερβολικά χαμηλή πίεση μπορεί να οδηγήσει σε ατυχήματα. Ένας γενικός κανόνας για την απαιτούμενη πίεση των ελαστικών δίνεται από τους κατασκευαστές στους καταλόγους τους.^[29] Τα ελαστικά πολλών εμπορικών αεροσκαφών πρέπει να γεμίζονται με άζωτο ή αέρα χαμηλού οξυγόνου για να αποτρέπεται η εσωτερική καύση τους η οποία μπορεί να προκαλέσει υπερθέρμανση στα φρένα παράγοντας ασταθείς υδρογονάνθρακες στην επένδυση των ελαστικών.^[30]

Τροχοί προσγείωσης και ατυχήματα

Airbus A320 της JetBlue, πραγματοποιώντας έκτακτη προσγείωση στο Λος Άντζελες μετά από δυσλειτουργία στον μπροστινό τροχό προσγείωσης.

Δυσλειτουργίες ή ανθρώπινα σφάλματα (ή συνδυασμός αυτών) που σχετίζονται με τα ανασυρόμενα συστήματα προσγείωσης έχουν προκαλέσει πολλά ατυχήματα και συμβάντα στην ιστορία της αεροπορίας. Η αποσταθεροποίηση των τροχών κατά την διάρκεια της διαδικασίας προσγείωσης είχε σημαντικό ρόλο σε περίπου 100 ατυχήματα που συνέβησαν στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής μεταξύ 1998 και 2003.^[31] Η προσγείωση με τους τροχούς ανασυρμένους, γνωστή και ως προσγείωση κοιλιά (belly landing) είναι ένα είδος ατυχήματος που συμβαίνει όταν ο κυβερνήτης ξεχνά, ή αποτυγχάνει να ενεργοποιήσει το σύστημα προσγείωσης ή αυτό δεν ενεργοποιείται λόγω μηχανικής δυσλειτουργίας. Αν και σπάνια είναι θανατηφόρα, η προσγείωση χωρίς τροχούς προσγείωσης είναι πολύ δαπανηρή, καθώς προκαλεί τεράστιες ζημιές στην άτρακτο. Εάν κατά τη προσγείωση προκληθεί χτύπημα στον έλικα, ενδεχομένως να χρειάζεται πλήρης αποκατάσταση του κινητήρα. Πολλά αεροσκάφη, την περίοδο μεταξύ των 2 παγκοσμίων πολέμων, σχεδιαζόταν έτσι ώστε να δίνεται η δυνατότητα στους τροχούς να απωθούνται έξω από την άτρακτο ώστε να μειωθούν οι φθορές αν ο κυβερνήτης ξεχνούσε να ενεργοποιήσει το σύστημα προσγείωσης ή σε περίπτωση που το αεροσκάφος καταρρίπτονταν.^[32] Ορισμένα αεροσκάφη έχουν ενισχυμένο δάπεδο στην άτρακτο τους ή έχουν επιπλέον σταθερές κατασκευές, σχεδιασμένες για να ελαχιστοποιούν τις φθορές σε προσγειώσεις χωρίς τροχούς.

Σε περίπτωση βλάβης του μηχανισμού επέκτασης του μηχανισμού προσγείωσης του αεροσκάφους υπάρχει σύστημα ασφαλείας. Αυτό μπορεί να είναι ένα εναλλακτικό υδραυλικό σύστημα, χειροκίνητη μανιβέλα, σύστημα πεπιεσμένου αέρα (άζωτο), πυροτεχνικό σύστημα ή σύστημα ελεύθερης πτώσης.^[33]

Ένα σύστημα ελεύθερης πτώσης ή βαρύτητας χρησιμοποιεί τη βαρύτητα για την επέκταση του συστήματος προσγείωσης στην κάτω θέση. Για να επιτευχθεί αυτό, ο κυβερνήτης ενεργοποιεί έναν διακόπτη ή μια μηχανική λαβή στο θάλαμο διακυβέρνησης, ο οποίος απελευθερώνει την κλειδαριά. Στη συνέχεια, η βαρύτητα τραβάει το σύστημα προσγείωσης προς τα κάτω και το τοποθετεί στη θέση του. Όταν βρίσκεται στη θέση αυτή, το σύστημα προσγείωσης είναι μηχανικά κλειδωμένο και ασφαλές για χρήση σε προσγείωση.^[34]

Διαστημικά σκάφη

Το όχημα προσγείωσης σε κομήτες Philae με τροχούς προσγείωσης.

Τα συστήματα προσγείωσης παραδοσιακά δεν χρησιμοποιούνται στη πλειοψηφία των οχημάτων διαστημικής απογείωσης, τα οποία απογειώνονται κατακόρυφα και καταστρέφονται πέφτοντας στο έδαφος. Εκτός από ορισμένες εξαιρέσεις που χρησιμοποιούν υποτροχιακά οχήματα κατακόρυφης προσγείωσης, ή για διαστημικά σκάφη που χρησιμοποιούν την προσέγγιση κατακόρυφης απογείωσης, οριζόντιας προσγείωσης (VTHL) οι τροχοί προσγείωσης ήταν σε μεγάλο βαθμό ανύπαρκτοι στα τροχιακά οχήματα κατά την διάρκεια των πρώτων δεκαετιών των εξελίξεων στην τεχνολογία της διαστημικής πτήσης.^[35]

Οι πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα των ιδιωτικών διαστημικών μεταφορών, στις οποίες προέκυψε νέος ανταγωνισμός στις κυβερνητικές διαστημικές πρωτοβουλίες, περιλάμβαναν τον σαφή σχεδιασμό του συστήματος προσγείωσης σε πυραύλους τροχιακής εκτόξευσης.^[36]

Τα διαστημικά σκάφη που έχουν σχεδιαστεί για να προσγειώνονται με ασφάλεια σε ουράνια σώματα όπως η Σελήνη ή ο Άρης διαθέτουν συνήθως τροχούς προσγείωσης.

Παραπομπές

1. Currey, Norman S. (1988). Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices. Ohio: AIAA. σελ. 31. ISBN 9781600860188.
2. Gerd Roloff (Απρίλιος 2002). «Aircraft Landing Gear» (PDF). Airbus-Deutschland GmbH. The Evolution of a System. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 22 Νοεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 30 Δεκεμβρίου 2017.
3. Kundu, Ajoy Kumar (2010). Aircraft Design. New York: Cambridge University Press. σελ. 194. ISBN 9780511677854.
4. Abzug, Malcolm J.· Larrabee, E. Eugene (2005). Airplane Stability and Control: A History of the Technologies that Made Aviation Possible. Cambridge: Cambridge University Press. σελ. 215. ISBN 9780521021289.
5. Prasad, N. Eswara· Wanhill, R. J. H. (2016). Aerospace Materials and Material Technologies: Volume 2: Aerospace Material Technologies. Flevoland: Springer. σελ. 267. ISBN 9789811021435.
6. Currey, Norman S. (1988). Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices. Ohio: AIAA. σελ. 4. ISBN 9781600860188.
7. The Code of Federal Regulations of the United States of America. Washington: U.S. Government Printing Office. 1971. σελ. 195.
8. Stern, Jonathan M. (1995). «Chapter 2: The New Flight Simulator Pilots Ground School: Retractable Landing Gear». Microsoft Flight Simulator Handbook. Indianapolis, Indiana: Brady Publishing. ISBN 1566862825.
9. Crickmore, Paul F. (2014). Lockheed A-12: The CIA’s Blackbird and other variants. USA: Bloomsbury Publishing. σελ. 47. ISBN 9781472801159.
10. Sengfelder, Günther (1993). German Aircraft Landing Gear. Atglen, PA USA: Schiffer Publishing. σελ. 40–42. ISBN 0-88740-470-7.
11. Petrescu, Relly Victoria· Petrescu, Florian Ion (2013). The Aviation History. USA: BoD – Books on Demand. σελ. 36. ISBN 9783848266395.
12. Currey, Norman S. (1988). Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices. USA: AIAA. σελ. 31. ISBN 9781600860188.
13. Moir, Ian· Seabridge, Allan (2011). Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and Avionics Subsystems Integration. Chichester: John Wiley & Sons. σελ. 228. ISBN 9781119965206.
14. Tarantola, Andrew (06-06-2013). «The World's Largest Cargo Plane Can Swallow a 737 Whole» (στα αγγλικά). Gizmodo. https://gizmodo.com/the-worlds-largest-cargo-plane-can-swallow-a-737-whole-511093454. Ανακτήθηκε στις 31-12-2017.
15. «Military News». Flying Magazine: 40. 04-1952. https://books.google.gr/books?id=ko0PuecTtPQC&pg=PA40.
16. «Messerschmitt Me 163B-1a Komet». www.aviation.technomuses.ca. Canada Aviation and Space Museum. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Φεβρουαρίου 2009. Ανακτήθηκε στις 1 Ιανουαρίου 2018.
17. "Aerostories: Arado 234, July - August 1944: no ordinary missions." Aerostories. Ανακτήθηκε στις 2018-01-01.
18. Pedlow, Gregory· Welzenbach, Donald (2016). The Central Intelligence Agency and Overhead Reconnaissance: The U-2 and OXCART Programs, 1954Ð1974. New York: Skyhorse Publishing, Inc. σελ. 32. ISBN 9781634508513.
19. Basic Helicopter Handbook. Oklahoma: DIANE Publishing. 1995. σελ. 66. ISBN 9780788119798.
20. Dow, Andrew (2015). Pegasus: The Heart of the Harrier (2 έκδοση). Barnsley: Pen and Sword. σελ. 312. ISBN 1473827604.
21. Currey, Norman S. (1988). Aircraft Landing Gear Design: Principles and Practices. Ohio: AIAA. σελ. 7. ISBN 9781600860188.
22. Flight International. USA: IPC Transport Press Limited. 1949. σελ. 535.
23. «North American NA-141 Fury (FJ-1)». Yanks Air Museum. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Δεκεμβρίου 2015. Ανακτήθηκε στις 1 Ιανουαρίου 2018.
24. Mesko, Jim (2002). FH Phantom/F2H Banshee in action. Carrollton, Texas, USA: Squadron/Signal Publications, Inc. σελ. 12. ISBN 0-89747-444-9.
25. «The Soviets come back». Popular Mechanics: 58. 02-1990. https://books.google.gr/books?id=5eMDAAAAMBAJ&pg=PA58.
26. «Europa XS Monowheel Overview». www.europa-aircraft.co.uk. Europa Aircraft Ltd. 2011. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 5 Δεκεμβρίου 2008. Ανακτήθηκε στις 1 Ιανουαρίου 2018.
27. "Landing gear integration in aircraft conceptual design" Sonny T. Chai and William H. Mason, September 1996.
28. "Test Pilot" Tony Blackman, Grub Street Publishing 2009, (ISBN 9781906502362), σελ. 177
29. «Resources | Goodyear Aviation Tires». www.goodyearaviation.com. Ανακτήθηκε στις 2 Ιανουαρίου 2018.
30. «Use of Nitrogen or Other Inert Gas for Tire inflation in Lieu of Air». rgl.faa.gov. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 28 Δεκεμβρίου 2016. Ανακτήθηκε στις 2 Ιανουαρίου 2018.
31. The Office of the NASA Aviation Safety Reporting System (January 2004). «Gear Up Checkup». Call Back ASRS (NASA) (292). http://asrs.arc.nasa.gov/docs/cb/cb_292.pdf. Ανακτήθηκε στις 2018-01-03.
32. Hirani, Harish (2016). Fundamentals of Engineering Tribology with Applications. Cambridge: Cambridge University Press. σελ. 88. ISBN 9781316675380.
33. «Boeing 757 Landing Gear». Biggles Software. 29 Δεκεμβρίου 2011. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 24 Μαρτίου 2009. Ανακτήθηκε στις 3 Ιανουαρίου 2018.
34. Stellan F. Hilmerby (24 Νοεμβρίου 2009). «Landing Gear». Stellans Flightsim Pages. Ανακτήθηκε στις 3 Ιανουαρίου 2018.
35. Hanlon, Michael (2013-06-11). «Roll up for the Red Planet». The Telegraph. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2013-12-07. https://web.archive.org/web/20131207112858/http://www.telegraph.co.uk/science/10112069/Roll-up-for-the-Red-Planet.html. Ανακτήθηκε στις 2018-01-03.
36. Foust, Jeff (2013-10-18). «SpaceX wrapping up Falcon 9 second stage investigation as it moves on from Grasshopper». NewSpace Journal. http://www.newspacejournal.com/2013/10/18/spacex-wrapping-up-falcon-9-second-stage-investigation-as-it-moves-on-from-grasshopper/. Ανακτήθηκε στις 2018-01-03.

Βιβλιογραφία

Lieutenant Catherine Wanner, «Le dessous des «chaussettes». Le train d'atterrissage», Air Actualités, no 717,‎ décembre 2018-janvier 2019, p. 56-57.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Commons logo

Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα    Σύστημα προσγείωσης

• «Standard Naming Convention for Aircraft Landing Gear Configurations» (PDF). FAA. 6 Οκτωβρίου 2005.
• How to change the landing gear of an Airbus A380 (YouTube). Emirates Airline. 28 Μαΐου 2018. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 8 Νοεμβρίου 2021. complete replacement of landing gear systems
• Scholz, Dieter. «Summary: Aircraft Design in a Nutshell» (PDF). Aircraft Design: Lecture Notes (στα Αγγλικά). Hamburg, Germany: Hamburg Open Online University (HOOU). σελίδες 19–20. Ανακτήθηκε στις 2 Νοεμβρίου 2018.
• Al-Hussaini, A.A. (2014–2015). «5: Undercarriage (Landing Gear) Layout Design» (PDF). Aircraft Design (στα Αγγλικά). University of Technology, Iraq: Mechanical Department/Aeronautical Branch. Ανακτήθηκε στις 14 Νοεμβρίου 2018.
• «Aircraft Systems: Aircraft Wheels». AeroSavvy. 8 Οκτωβρίου 2019.