Landing Gear and Ground Operations
18. Шасси и наземные режимы
Схема шасси: R4X опирается на три стойки: одна передняя управляемая, две основные сзади под центропланом. Основные стойки - тележечного типа: каждая имеет 4 колеса диаметром ~1.3 м, расположенные в две оси по 2 колеса (двухосная тележка). Такая конфигурация (как на Boeing 777) выбрана, чтобы распределить 350 т веса без перегрузки покрытия и обеспечить отказоустойчивость при повреждении колеса. База шасси (расстояние между носовой и основной стойками) - около 25 м (от носовой до середины тележек), что близко к A350 (24.8 м[94]). Колея (расстояние между левым и правым основными стойками) - ~15 м, шире чем у A350 (~10.6 м[94]), но R4X и сам шире. Широкая колея даёт устойчивость на земле при поворотах и против бокового ветра, однако нужно следить, чтобы не выходить за ширину полосы (45 м полоса, у нас край колеса будет в 7.5 м от оси, что нормально). Стойки оснащены азотно-гидравлическими амортизаторами, ход амортизации ~0.7 м (достаточно мягко для посадки).
Figure 16: TBD. Not found as a captioned figure in the .docx text. Most likely a landing gear layout or ground stance schematic.
Устойчивость на рулении: трёхстоечная схема с широкой колеёй весьма устойчива против опрокидывания. Даже при повороте с креном (на виражной рулёжке) запас есть - можно крен до ~30° теоретически без опрокидывания (но реально амортизаторы не дадут такого крена). Носовая стойка управляет направлением: поворот колёс до ±30°, позволяя радиус разворота ~50 м. Несмотря на большой размах крыла (~70 м), благодаря переломным законцовкам (если их сделаем складными) можно вклиниться в стандартные рулёжки.
Взлёт и отрыв: при разбеге важно, чтобы самолёт мог поднять нос (rotate) без препятствий. У R4X нет длинного хвоста, так что хвостового касания бояться не нужно: задняя кромка корпуса находится примерно на высоте 5 м над землёй в положении на шасси, а при максимальном угле тангажа ~15° она опустится до ~0 м (параллельно земле), но не ниже, т.е. в землю не врежется (задние двигатели могут приблизиться к грунту, но у них прочный кожух, да и обычно rotation не требует 15° - достаточно 10° для отрыва). Таким образом, риск tailstrike минимален. Больше волнует другое: передние двигатели при сильном кабрировании на взлёте могут оказаться слишком низко - их гондолы приблизятся к земле. При 10° тангажа - они на ~1 м над землей. Это безопасно (не заденут). Поэтому ограничение: не ротировать круче 10° пока не убрана передняя стойка. Что автопилот и соблюдает.
Посадка - ударные нагрузки: посадка R4X немного мягче обычной: благодаря поддуву, скорость снижения будет снижена, а взлётный вес, вероятно, меньше, чем MTOW (топливо сгорело). Типовая масса при посадке 250 т, вертикальная скорость ≤ 2 m/s. Расчётная ударная перегрузка ~1.5g, легко принимается шасси. Даже при тяжелом весе (аварийная посадка с полными баками ~350 т, V вертик ~2.5 m/s) перегрузка ~2-2.2g, что в пределах нормы проектирования 2.5g. Основные стойки оснащены аварийными искровыми башмаками (анти-скид - нет, это система тормозов, а искровые башмаки - для предотвращения возгорания при критич. перегрузке).
Торможение, реверс: на пробеге после посадки R4X активно использует реверс тяги. Как описано, сопла отклоняются почти вперёд, создавая тормозящую силу. Четыре двигателя в реверсе могут дать суммарно до 0.2g замедления (если ~15% тяги каждого направить назад). Этого достаточно, чтобы с 250 км/ч (69 m/s) остановиться на 700 м пробега (учитывая ещё аэродинам. сопротивление). Колёсные тормоза дополняют: их энергия торможения ~500 MJ (поглощают 50% энергии). Тормоза углеродно-керамические, с вентиляторным охлаждением при необходимости. Система антиблокировочная (ABS) предотвращает юз колес. Парашютные тормоза на экспериментальный образец могут установить (2 тормозных парашюта диаметром ~5 м) - но это как резерв на случай отказа гидросистемы тормозов. Обычно будут не нужны.
Управляемость на пробеге: при посадке на высокой посадочной скорости ~170-180 км/ч, нужно сохранять курс. Рули направления у нас нет, но есть дифференциальный реверс: если нужно подрулить, система отдаст больше реверсивной тяги на внешнем или внутреннем борту, создавая поворачивающий момент (в паре с тормозами). На низкой скорости (<60 km/h) - носовая стойка рулит (NWS - Nose Wheel Steering). Боковой ветер: BWB имеет сравнительно небольшую парусность боковую (низкий профилъ), но большой размах - потенциально снос. Однако, широкий трек шасси противодействует опрокидыванию. Безопасный предел бокового ветра - 25 узлов (~13 м/с), что аналогично обычным самолётам. На взлёте, TVC может помочь корректировать увод ветром - сразу по отрыву.
Поведение на земле (стабильность): стоящий на земле самолёт не склонен к продольному капотированию: база длинная, CG ~15 м перед основными стойками, ещё далеко от носовой. Чтобы перевернуться вперёд, надо ~4g торможение, что нереально. Либо груз сместить в нос - но центр тяжести ограничен (не заедет дальше). Вбок - тоже сложно опрокинуть из-за широкой колеи.
Реверс на взлёте (прерванный взлёт): если нужно прервать разбег (RTO), все 4 двигателя быстро вращают сопла ~120° вперёд, давая ~40% тяги назад, плюс колёсные тормоза - реакция в течение 2 секунд, остановка на дистанции ~600-800 м (при отказе на скорости 100 kt). Это вписывается в 1000 м ВПП. Так что reject takeoff distance у нас очень хорошая - ещё плюс STOL.
Длительное руление и манёвры: BWB широкий, но компоновка проста - никаких проблем типа хвостом задеть (его нет). Есть лишь следить за кончиками крыла (70 м размах, например, на рулёжке шириной 23 м надо ехать строго по центру). Возможно, интегрируем Wingtip Camera System - камеры на законцовках транслируют пилотам вид, как у A350/777X, чтобы они не снесли что-то.
Обслуживание шасси: замена колеса - стандартно подкатить домкрат под стойку, поднять, поменять. Колёса одинаковы на тележке, унифицированы. Давление в шинах ~15 бар (высокое, но колёса большие). Азот заправка - через клапаны. Проверка стоек - визуально, плюс датчики хода стойки.
(Заключение: шасси R4X хоть и нагружено более, чем у обычных самолётов (вес больше), но количество колёс и их параметры это компенсируют. Особых новшеств нет - всё проверенные решения, только размах тележки больше. Основная особенность - активное использование реверса как части тормозной системы, что позволит безопасно сесть на короткой полосе.)