Comment Arrêter Un Avion De Ligne De 400 Tonnes

Les jets modernes vont vite. Les vitesses de croisière typiques sont proches de la vitesse du son. Avez-vous réalisé que vous alliez aussi vite? Aussi inévitable qu’une émeute WalMart du Black Friday, à la fin de chaque vol, nous devons amener ce véhicule en excès de vitesse à un arrêt sûr sur une courte longueur de béton. Parfois, cette piste est mouillée, enneigée ou même glacée. Il faut de l’ingénierie sérieuse pour réussir cela régulièrement. Comment les pilotes arrêtent-ils un jet et le dirigent-ils vers la porte? Nous utilisons plusieurs systèmes pour y arriver.

Spoilers et Freins de vitesse – Débarrassez-vous de la portance

Les vitesses d’atterrissage des avions de ligne sont d’environ 160 à 170 miles par heure. Lorsqu’un avion se déplace aussi vite, il veut toujours voler après que les roues aient touché la chaussée. La première chose que nous voulons faire au toucher des roues est d’empêcher les ailes de générer de la portance (nous restons donc au sol). Nous le faisons avec des spoilers; des panneaux au-dessus des ailes que nous pouvons soulever à l’atterrissage. Ils font quelques choses pour nous:

• Les spoilers perturbent (gâchent) le flux d’air au-dessus de l’aile pour détruire toute portance restante générée. Cela met tout le poids de l’avion sur le train d’atterrissage afin que nos freins de roue puissent faire leur travail.

• Les spoilers sont souvent appelés « freins de vitesse. »À grande vitesse, les spoilers sont très efficaces pour ralentir l’avion (imaginez tenir un gros morceau de contreplaqué par la fenêtre de votre voiture à la vitesse de l’autoroute).

Le déploiement rapide des spoilers après le toucher des roues est important, en particulier sur les pistes courtes. Afin de tirer le maximum d’avantages des spoilers, nous les armons pour un déploiement automatique avant l’atterrissage, de sorte que lorsque les roues se touchent, les spoilers se déploient. Surveillez l’aile lors de l’atterrissage de votre prochain vol. Quand vous voyez les spoilers arriver, dites à haute voix: « Hé, ils ont déployé les spoilers sur ce bébé! » Vos compagnons de voyage seront impressionnés par votre AeroSavvy.

Regardez les spoilers s’étendre au ralenti lorsque ce 737 touche:

Freins – PAS les freins de l’ancienne Plymouth de votre père

Le système le plus important que nous utilisons pour arrêter l’avion sont les freins de roue. Les avions modernes utilisent des freins à disque, similaires à votre voiture; mais au lieu d’avoir un seul disque de rotor, les roues lourdes des avions de ligne ont des piles de rotors, souvent 4 ou plus, se cachant à l’intérieur de chaque roue. Une des raisons pour lesquelles les gros jets ont beaucoup de roues est qu’ils peuvent avoir beaucoup de freins. Lors d’un atterrissage sur une piste courte ou d’un arrêt d’urgence au décollage, les freins travaillent dur et peuvent devenir très chauds. Avoir plus de roues (et plus de freins) répartit la charge de travail pour garder la température des freins sous contrôle. Plus il y a de freins, mieux c’est.

Pour que les freins fonctionnent plus efficacement, ils incluent un système antidérapant. C’est comme les freins antiblocage de votre voiture, mais sous stéroïdes. Le système antidérapant surveille toutes les vitesses des roues après le toucher des roues. S’il détecte qu’une roue commence à ralentir plus que les autres (indiquant un dérapage), il réduit le freinage sur cette roue. Le système est très efficace pour ralentir sur des pistes contaminées par la pluie, la neige, la neige fondante ou la glace.

Les systèmes antidérapants des avions sont largement utilisés depuis les années 1950.Tous les avions de ligne modernes (même ceux considérés comme « vieux » par les passagers) sont équipés d’un système antidérapant contrôlé par ordinateur.

Vous êtes-vous déjà demandé comment les pilotes appliquent les freins?

Les commandes sont un peu différentes de celles de votre voiture. Les freins d’un avion sont activés en appuyant sur la partie supérieure des pédales de gouvernail gauche et droite. La pédale de gouvernail gauche actionne les freins de roue du train d’atterrissage gauche; la pédale droite actionne les freins droits. Avoir des commandes de freinage séparées nous permet d’appliquer différentes quantités de freinage à chaque train principal (c’est ce qu’on appelle le « freinage différentiel »). Cela nous aide dans les situations de freinage difficiles et lors de virages très serrés pendant le roulage.

Pour améliorer encore le freinage, la plupart des avions de ligne ont un système de freinage automatique qui applique les freins pour nous à l’atterrissage. Dans le 757 & 767, je peux choisir les réglages de freinage automatique en fonction des conditions d’atterrissage. Un réglage de 1 fournira une décélération lente; bon pour un avion léger et une longue piste. « Max Auto » indique au système que j’ai besoin d’une action de freinage sérieuse. Une situation qui appellerait Max Auto est une piste couverte de neige ou de neige fondante ou une piste courte et mouillée. Pour la plupart des atterrissages, un réglage de 2 ou 3 assure une décélération en douceur qui garantit que les passagers (qui ne devraient pas boire de café pendant l’atterrissage) ne renverseront pas leur café.

À quel point les freins sont-ils bons? Sacrément bon

Le pire scénario absolu pour la peine maximale de freinage est un « décollage rejeté. »Pour la certification, les avionneurs doivent démontrer que leur avion à pleine charge peut accélérer jusqu’à la vitesse de décollage puis s’arrêter en toute sécurité sur la piste restante. Et il doit le faire en utilisant de vieux freins usés! Dans le monde réel, cette manœuvre est très rare. Même si vous êtes un voyageur fréquent, vous ne risquez pas d’en rencontrer un. Regardez cette vidéo du 747 de Boeing en cours de certification de freinage. La machine de près d’un million de livres accélère à 200 mi / h avant que le freinage complet ne soit appliqué. Les freins font leur travail exactement comme prévu tout en chauffant à un 2500ºF chaud au rouge. Après l’arrêt de l’avion, les pneus se dégonflent par conception pour ne pas éclater. Peut-être plus étonnant: après un changement de pneus et de freins, cet avion est à nouveau prêt pour l’action.

Inverseurs de poussée (freinage bonus !)

Ne serait-ce pas génial si nous pouvions prendre une poussée du moteur et le dévier vers l’avant pour obtenir un petit freinage supplémentaire? Absolument! Les systèmes d’inversion de poussée sont très efficaces pour ralentir les avions tout en économisant l’usure des freins. Vous trouverez l’inversion de poussée sur la plupart, sinon tous, des gros avions de ligne. Certains petits jets régionaux n’ont pas d’inverseurs en raison de leur poids plus léger. « Inversion de poussée » ne signifie pas que le moteur tourne en arrière (cela ne fonctionnerait pas). Pour générer une poussée inverse, une série de portes et de panneaux déflecteurs sur le moteur se mettent en position pour détourner une partie de l’échappement du moteur vers l’avant. Lorsque vous entendez les moteurs rugir après le toucher des roues, vous entendez les inverseurs faire leur travail.

Il existe quelques types d’inverseurs de poussée. L’inverseur de type godet illustré ci-dessous se trouve sur les anciennes variantes Fokker 70 & 100, DC-9 et MD80. La poussée du moteur sortant à l’arrière du moteur est déviée vers l’avant à un angle d’environ 45º.

Les portes inverseuses à clapet peuvent être vues sur de nombreux avions Airbus comme les A319, A320 et A340.

De nombreux avions Boeing, ainsi que l’Airbus A380, utilisent des inverseurs de poussée en cascade. La meilleure façon de les montrer est avec une vidéo. Voici un Boeing 747 déployant ses inverseurs en cascade après avoir atterri sur une piste mouillée. Regardez la partie arrière des moteurs s’ouvrir juste après le toucher des roues. L’humidité permet de voir facilement la poussée déviée vers l’avant.

Comment les pilotes déploient-ils des inverseurs de poussée ?

Nous utilisons des leviers spéciaux qui sont attachés à l’arrière des leviers de poussée (manettes). Au toucher des roues, le pilote atteint derrière les leviers de poussée, saisit les leviers d’inversion et les soulève. Cela indique aux portes inverseuses et aux déflecteurs de se déployer et aux moteurs de s’enrouler (ce qui fait entendre les passagers de la raquette après le toucher des roues).

La poussée inverse est la plus efficace à grande vitesse. Le déploiement des inverseurs au toucher des roues réduit considérablement la distance d’atterrissage. Très important sur une piste mouillée et glissante.

Pilotage au sol

Pendant que nous parlons des roues et des freins, je vais répondre à une question connexe, souvent posée. Comment dirige-t-on un gros avion pendant le roulage ? J’ai déjà mentionné que nous pouvons utiliser les sommets des pédales de gouvernail pour le freinage différentiel. Cela nous donne un peu de contrôle de direction, mais il ne serait pas bon que les freins ou les pneus dirigent toujours de cette façon.

Les pédales de gouvernail nous donnent une capacité limitée à faire tourner la roue avant à grande vitesse sur la piste. La barre de direction est utilisée pour la majorité de la direction au sol. La barre utilise l’hydraulique (comme la direction assistée de votre voiture) pour tourner le train avant. Les talles sont situées sur le côté gauche du poste de pilotage, près de la main gauche du commandant de bord. Certains jets ont des talles des deux côtés afin que l’un ou l’autre pilote puisse rouler. Rouler jusqu’à la porte est une tâche assez facile qui nécessite une petite poussée des moteurs et l’utilisation de la barre pour diriger l’avion comme une voiture – une voiture vraiment très longue. Il faut un peu de pratique pour s’en rendre compte (Dieu merci pour les simulateurs).

Là, vous l’avez – spoilers, freins et inversion de poussée. Les trois gros bouchons d’avion sur lesquels les pilotes (et les passagers) comptent à la fin de chaque vol!