Зачем взлётно-посадочную полосу прорезают тысячами канавок

Издалека взлётно-посадочная полоса кажется почти гладкой. Однако покрытие многих ВПП пересекают узкие параллельные канавки. Глубина каждой измеряется миллиметрами, но на полосе длиной несколько километров таких прорезей могут быть десятки тысяч.

Рельеф особенно важен во время дождя. Он помогает воде выходить из-под колёс и снижает риск аквапланирования — потери контакта между шиной и покрытием. Для самолёта, который после касания продолжает двигаться со скоростью более 200 км/ч, даже тонкая водяная плёнка способна заметно ухудшить торможение и управление направлением.

Как вода отделяет колесо от покрытия

На мокрой ВПП шина должна непрерывно вытеснять воду перед собой и в стороны. При большой скорости жидкость не всегда успевает покинуть пятно контакта. Перед колесом возникает водяной клин, давление в котором частично приподнимает протектор над поверхностью.

Так начинается аквапланирование. Колесо всё ещё несёт нагрузку, но контакт резины с покрытием уменьшается. Вместе с ним снижаются тормозное усилие и способность самолёта сохранять направление, особенно при боковом ветре.

Риск возникает не только при посадке. Если экипаж прерывает взлёт, самолёту необходимо остановиться на оставшейся части полосы. На мокром покрытии доступная дистанция может расходоваться быстрее именно из-за ухудшения сцепления.

Протектор авиационной шины имеет собственные каналы для отвода воды, однако их возможностей хватает не при любых условиях. На результат влияют скорость, глубина воды, давление в шинах, степень их износа и состояние самой ВПП.

Канавки создают пути для воды

Поверхность аэродромного покрытия имеет рельеф двух масштабов. Микротекстуру образуют мелкие грани частиц щебня. Они помогают резине прорвать остаточную водяную плёнку. Макротекстура состоит из более крупных неровностей, через которые основная масса воды выходит из-под шины.

Поперечные канавки усиливают макротекстуру. Когда колесо проходит по мокрой полосе, вода попадает в свободные каналы и получает дополнительный путь из зоны высокого давления. Водяному клину становится сложнее удерживаться перед шиной.

Канавки не осушают всю ВПП самостоятельно. Основной объём осадков удаляется благодаря поперечному уклону покрытия и аэродромной дренажной системе. Прорези работают непосредственно под колёсами, где вода должна покинуть небольшое пятно контакта за доли секунды.

Поэтому рифление не превращает мокрую полосу в сухую, но помогает уменьшить потерю сцепления и сохранить более предсказуемое торможение.

Почему прорези идут поперёк полосы

Канавки располагают перпендикулярно направлению движения самолёта. Колесо постоянно пересекает новые прорези, которые разрушают водяную плёнку и отводят жидкость в стороны. Если бы рельеф шёл только вдоль ВПП, шина могла бы двигаться между соседними каналами, не пересекая их.

Размеры зависят от применяемых норм. Одна из распространённых конфигураций предусматривает канавки шириной и глубиной около 6 мм, расположенные примерно через 38 мм.

Такие параметры выбраны как компромисс. Слишком мелкие прорези хуже отводят воду и быстрее заполняются загрязнениями. Чрезмерно крупные потребовали бы удалить больше материала и повысили бы риск разрушения краёв покрытия.

При шаге 38 мм на полосе длиной 3 км получается почти 79 тысяч поперечных линий. Каждая проходит через основную рабочую ширину ВПП, хотя рифление прерывается возле встроенных огней, швов и некоторых других элементов.

Как нарезают и обслуживают рельеф

Канавки делают и в бетоне, и в асфальте. Затвердевшее покрытие обрабатывает специальная машина с набором алмазных дисков, которая одновременно формирует несколько параллельных прорезей. После работы с ВПП удаляют воду, минеральную пыль и частицы покрытия: оставшийся мусор может представлять опасность для самолётов.

Со временем эффективность рельефа снижается. При касании колёса ещё не успевают раскрутиться до скорости движения самолёта и короткое время скользят по поверхности. Из-за этого на ВПП остаётся резина, особенно в зонах приземления возле обоих концов полосы.

Постепенно отложения закрывают мелкую шероховатость и заполняют канавки. На асфальте прорези также могут деформироваться под действием жары и нагрузок, а у бетонного покрытия изнашиваются их края.

Резину удаляют струями воды высокого давления, специальными составами или механической обработкой. После очистки сцепление проверяют измерительным автомобилем с испытательным колесом. Он движется по увлажнённой поверхности и регистрирует сопротивление скольжению. Обычного визуального осмотра недостаточно: тёмное покрытие не всегда скользкое, а внешне чистое может уже потерять нужную текстуру.

Канавки не исключают аквапланирование полностью

Рифление эффективно против дождевой воды, но не способно компенсировать любую погоду. При сильном ливне, неисправном водоотводе или просадке покрытия на ВПП могут образоваться глубокие лужи, с которыми небольшие прорези не справятся.

Снег, лёд и снежная каша способны заполнить канавки и скрыть весь рельеф. В таких условиях безопасность зависит от очистки полосы, противообледенительной обработки и фактического состояния покрытия.

Поэтому экипаж не считает рифлёную ВПП равнозначной сухой. Для взлёта и посадки учитываются осадки, состояние полосы, боковой ветер и характеристики самолёта. Тысячи канавок лишь помогают шинам сохранить контакт с поверхностью в тот момент, когда вода пытается разделить их.