Lėktuvo stabdžių diskas

„Semicorex“ lėktuvo stabdžių diskas nėra didelis, tačiau yra vienas iš esminių lėktuvo komponentų, toks pat svarbus su „širdies“ varikliu ir „smegenų“ skrydžio valdikliu. Tas pats, kaip ir automatinio stabdžio principas, tik lėktuvo stabdžių atsparumas karščiui reikalauja didesnio ir dažniausiai naudoja kelių diskų stabdžių sistemą. Thestabdžiaiant ratų užtikrina didžiąją lėtėjimo efekto dalį, paverčiant didžiulę orlaivio kinetinę energiją į orlaivio stabdžių disko vidinę energiją. Kai orlaivis susiduria su avarine situacija riedėdamas dideliu greičiu ir jam reikia nutraukti kilimą, avarinis stabdymas dar labiau išbando stabdžių diskus, todėl jie greitai įkaista iki raudonumo.

Orlaivių stabdžių sistemose (išskyrus Boeing 787) paprastai naudojama hidraulinio stabdymo technologija. Variklis maitina hidraulinį siurblį, kuris žemą slėgį paverčia aukštu slėgiu ir hidraulinėmis linijomis perduoda šį slėgį į stabdžių pavaras. Stabdžių pavaros stumia ir spaudžia orlaivio stabdžių diską, o trintis tarp diskų suteikia sukimo momentą, neleidžiantį ratams riedėti, taip sumažinant orlaivio kilimo greitį.

Tai skamba paprastai, bet iš tikrųjų tai gana sudėtinga. Kadangi orlaiviai leidžiasi dideliu greičiu, juose yra didžiulis energijos kiekis. Pagal energijos tvermės dėsnį, orlaivis turi pasikliauti traukos reversatoriais ir stabdžių sistemomis, kad sugertų šią milžinišką energiją (padeda ir aerodinaminis pasipriešinimas), kad orlaivis sustotų. Trinties proceso metu orlaivio stabdžių diskas didžiąją dalį orlaivio kinetinės energijos paverčia šilumos energija; todėl darbo temperatūrastabdziu diskaiyra bent keli šimtai laipsnių Celsijaus.

Be to, orlaivio stabdžių sistemos yra sukurtos taip, kad būtų atsižvelgta į daugybę nenumatytų aplinkybių, kurios gali įvykti eksploatacijos metu, todėl orlaiviams keliami dar didesni reikalavimai.stabdziu diskai. Pavyzdžiui, ką daryti, jei orlaivis, besiruošiantis kilti dideliu greičiu riedėdamas kilimo ir tūpimo taku, susiduria su staigia situacija ir jam reikia nutraukti kilimą? Arba ką daryti, jei netrukus po pakilimo orlaivis aptinka sistemos gedimą ir jam reikia grįžti, bet sklendės ir sklendės šiuo metu negali visiškai išsiskleisti? Susidarius tokioms nenumatytoms aplinkybėms, orlaivio stabdžių diskas turi sugerti žymiai daugiau energijos nei įprasto tūpimo metu.

Medžiagos, naudojamos orlaivių stabdžių diskams gaminti, turi atlaikyti ir trintį, ir aukštą temperatūrą. Kokia medžiaga gali atitikti šiuos reikalavimus? Atsakymas yra anglies anglies kompozicinės medžiagos. Ankstyvieji orlaiviai naudojo miltelinės metalurgijos plieno stabdžių diskus, kurie turėjo trūkumų, tokių kaip didelis svoris, prastas veikimas aukštoje temperatūroje ir trumpas tarnavimo laikas. Palyginimui, anglies ir anglies kompoziciniai stabdžių diskai pasižymi puikiomis savybėmis ir yra 40 % lengvesni nei plieniniai stabdžių diskai (dideliuose orlaiviuose su keliais ratais tai reiškia, kad svoris sumažėja šimtais kilogramų ar net tonomis), todėl jie plačiai naudojami.

Anglies / anglies kompozicinės medžiagosyra sudėtinės medžiagos, sudarytos iš anglies pluošto kaip skeleto ir anglies kaip matricos. Anglies pluoštai gali būti ištisinio trimačio karkaso arba atsitiktinai paskirstytų trumpų susmulkintų pluoštų pavidalu; anglies matrica gaunama impregnuojant dervą arba karbonizuojant pikį arba pirolizę ir angliavandenilių dujų (pvz., gamtinių dujų ar propano) nusodinimą.

Po dešimtmečius trukusių tyrimų, anglies/anglies kompozitinės medžiagos, pagamintos taikant šiuolaikinius procesus, įgijo tokias charakteristikas kaip didelis specifinis stiprumas, didelis specifinis modulis, atsparumas aukštai temperatūrai ir puikios trinties bei nusidėvėjimo savybės, kurios gali gerai atitikti išsamius aviacijos ir kosmoso medžiagų eksploatacinius reikalavimus aukštoje temperatūroje ir dideliu greičiu.