探索與揭秘 [中配]為甚麼飛機著陸時不預旋轉輪子

在之前的視頻中 我講述了爲什麼 他們要清除跑道上的橡膠 這是因爲 飛機在跑道着陸時 輪子是靜止的 當飛機着陸時 輪子在跑道上打滑 留下融化的橡膠 這些橡膠需要定期清理 人們常問的一個問題是 爲什麼不能在輪子裏裝馬達 或者在輪胎或輪圈上 安裝風向桶 讓它們在着陸時 已經以着陸速度旋轉 這樣就不會打滑 那麼 對於那些不想聽長篇解釋的人 簡單來說可以做到 但不值得 但對於所有想要知道原因的人 請繼續聽下去 首先 我想提到我的信息主要來源 這來自於SAE航空 在2009年發佈的一份報告 名爲着陸時輪胎預旋傳 如果你搜索一下 可以在線查看這份報告 本報告詳細介紹了 各種設備的試驗情況 以及它們的優缺點 我在這個視頻中討論的一些內容 是對那份報告的總結 自20世紀40年代以來 爲了減少胎面磨損和旋轉負荷 預旋轉着陸前輪子的想法 已經被提出並申請了專利 特別是在新飛機型號開發期間 發明者提出了多種解決方案 來應對這個問題 包括安裝馬達來旋轉輪子 以及將各種風向標設計 集成到輪胎或輪賽中 這些風向標能夠捕捉風力 隨着着陸的進行緩慢的 將輪子旋轉到適當的速度 儘管給飛機輪子加裝馬達 看起來是個簡單的解決方案 但這會增加着陸系統的複雜性和重量 而着陸式系統本身就承受着極大的壓力 引入額外的機械組件 如電機可能會增加機械故障的可能性 並需要更多的維護 從而影響飛機的整體可靠性和安全性 並不是不能在輪子上加裝馬達 有家公司甚至設計了一種變動馬達 安裝在輪子的外側 以作爲電動滑行系統 這將使飛機在地面上 能夠在不使用主發動機或拖拉機的情況下 進行機動 但將輪子旋轉到適當的着陸速度 需要相當大的動力 特別是在着陸時 效率的提供這種動力將是一個挑戰 這樣的系統的開發 測試和認證也會非常昂貴 航空公司和飛機制造商 必須評估飛機輪子預旋轉的成本和收益 儘管這一概念在理論上有優勢 但實際的挑戰和費用 使其至今仍不切實際 像風刀這樣的外部裝置 如果安裝在飛機輪胎或輪轂上可能會無效 因爲它們無法提供足夠的力量 使輪胎達到所需的速度 此外 在着陸和起飛過程中 所經歷的惡劣條件和力量 可能會導致這些裝置斷裂 或隨時間受到損壞 另一個原因是 在緊急情況下或測試時 極端制動可能導致剎車過熱 甚至引發火災 進而可能損壞電機或融化電線 因此 在輪子中安裝脆弱的電機並不可行 另一個原因是飛機起飛時 輪子以高速旋轉 因此在輪胎或輪圈上 安裝某種被動楓葉系統並不可行 如果在收起輪子時 輪子仍在旋轉 拖羅力可能會對起落架及相關結構 造成顯著的壓力 因此 在收起之前 輪子會被剎車停下來 這可以減少硬力 確保着陸系統的耐久性和安全性 任何被動的風能捕捉系統 都會與這個過程相違背 航空行業有四大輪胎供應商 分別是固特異 米其林 普利斯通和鄧祿普 他們在航空公司和其他航空輪胎業務上 選擇輪胎的主要因素之一 是預計的着陸次數 翻新的次數 以及最終的價格 如果輪胎公司通過在輪胎上添加葉片 來延長輪胎壽命 能夠獲得顯著的競爭優勢 他們會認真考慮這樣做 他們必須權衡這種優勢 與開發葉片的成本 獲得監管資格 以及更換非常昂貴的輪胎模具的費用 這些行動將花費大量資金 還會增加輪胎成本 可能會降低他們的利潤 被動楓葉系統不現實的主要原因 是飛機輪胎非常沉重 因爲它們必須支撐整架飛機的重量 此外 還有一個重輪和制動系統的旋轉部分 在着陸時 將所有重量旋轉到約每小時160英里 需要大量能量 可能遠遠超過 通過將葉片附加到輪機 或輪胎上所能獲得的能量 此外 在輪子上增加馬達 會給飛機增加不必要的重量 每增加一磅重量 就意味着無法攜帶一磅貨物或乘客 同時還會增加一項需要維護的事物 讓輪胎旋轉以減少磨損的理論好處 充氣量也非常有限 而成本和缺點將遠遠超過任何好處 此外 飛機輪胎的大部分磨損發生在滑行期間 而不是着陸時 飛機在滑行時花費的時間顯著更多 這包括在起飛前和着陸後 在地面上操作飛機 在此期間 輪胎在飛機進出跑道時 與地面持續摩擦 通常包括多個轉彎和速度調整 這種與地面的持續接觸 會導致逐漸磨損 總體而言 滑行期間 Prolonged Ground Contact 氣動和剎車的累積效果 導致飛機輪胎的磨損程度 高於着陸時短暫而強烈的力量 最後根據波音公司的數據 減少每一磅或每半公斤的飛機重量 長期航班可以每年節省多達 1100加輪的燃油 以每加輪約2.34美元計算 減少一磅重量 每年爲每架飛機 節省25300美元 並不是沒有人想過 在着陸前讓輪子旋轉 以節省橡膠的這個想法 根本不值得