Почему колеса шасси на самолетах не раскручивают перед посадкой

Если вам доводилось видеть посадку самолета со стороны, то вы наверняка замечали облако дыма, которое появляется в момент соприкосновения колес шасси со взлетно-посадочной полосой (ВПП). Это происходит из-за того, что изначально неподвижные колеса прижимаются весом авиалайнера к бетонной поверхности на скорости ~ 270 км/ч.

В результате сильного трения резина нагревается до 180°C - 200°C и появляется дым. Это длится всего несколько секунд, после чего колеса шасси входят в сцепление с полосой и далее уже вращаются в соответствии со скоростью движения самолета.

Из-за трения покрышек об бетон на ВПП образуются характерные черные следы, которые ухудшают сцепление, а значит и увеличивают тормозной путь после приземления. Считается, что при каждой посадке авиалайнер оставляет за земле от 400 до 700 грамм жженой резины. В крупных аэропортах её удаляют с ВПП примерно раз в неделю, а в более мелких - раз в год.

Казалось бы, авиакомпании могли бы сильно сэкономить, если бы самолеты были оснащены системой предварительной раскрутки колес перед приземлением. Ведь тогда при контакте колеса с землей сильного нагрева бы не возникало, а значит, покрышки служили бы дольше.

Подобные решения предлагались еще в первой половине XX века, однако они никогда не применялись в коммерческой авиации. Известно всего несколько моделей самолетов, где для раскрутки колес перед посадкой использовали электродвигатели. Первый - это американский Lockheed R6V Constitution, экспериментальный транспортный военный самолет, первый полет которого состоялся в 1946 году. Вторым стал советский самолет-разведчик Ил-28Р в 1950 году.

Пилоты R6V Constitution отмечали неприятную особенность работы системы раскрутки колес - из-за неё во время приземления стало намного сложнее понимать, коснулся самолет земли или ещё нет. Кроме этого недостатка у систем раскрутки колес существует целый ряд минусов, из-за которых мы вряд ли когда-то перестанем наблюдать дым во время посадки.

Во-первых, современные авиалайнеры оснащаются 6 - 22 колесами, каждое весом от 60 до 120 кг. Следовательно, в среднем понадобится около дюжины электродвигателей, достаточно мощных, чтобы вращать тяжелые колеса со скоростью, соответствующей скоростям Формулы-1. Для работы двигателей понадобятся аккумуляторы, которые в авиации могут создавать серьезную угрозу безопасности из-за ошибок проектирования. Аккумуляторы и двигатели сильно увеличат массу самолета, что неминуемо приведет к повышенному расходу топлива и нивелирует экономию на покрышках.

Во-вторых, для внедрения новой технологии на коммерческих рейсах необходимо пройти сертификацию у регуляторов (таких как FAA в США и EASA в Европе), доказав безопасность и отказоустойчивость системы. Последнее будет особенно сложным вызовом. Ведь если перестанет работать хотя бы один электродвигатель, то во время посадки самолет может повести в сторону. А учитывая, что ширина ВПП обычно не превышает 60 метров, то пространства для маневра остается не так уж много.

В-третьих, даже если забыть про массу всей этой системы, то экономия на покрышках всё равно получится довольно мизерная. Согласно исследованиям, применение систем раскрутки колес снижает износ покрышек во время посадки не более, чем на 50%.

Современные шины выдерживают от 300 до 500 циклов взлет-посадка, после чего их восстанавливают. В среднем каждая покрышка проходит через процедуру восстановления от 4 до 6 раз. Шины для Boeing 737 стоят около 1500 долларов за штуку, а для Airbus A380 - до 5000 долларов. Это незначительные цифры на фоне, например, замены одной лопасти двигателя после попадания птицы: в таком случае ремонт обойдется ~ в 50 тыс. долларов. А полная замена одного из двигателей оценивается в 10 млн долларов и более.