Minden utasszállító repülőgép leszállása a kerekek számára hatalmas megpróbáltatással kezdődik. Kívülről nézve még füst is felszáll róluk!
Egy másodperccel korábban még szinte egyáltalán nem forogtak. Most pedig a beton mintegy 250 km/h-s sebességgel száguld el alattuk – a keréknek a másodperc töredéke alatt közel percenkénti ezer fordulatra kell felpörögnie. Nézzük meg, hogyan bírja ki ezt az elképesztő terhelést a szerkezet anélkül, hogy darabokra szakadna.
A gumi visít, füstöl, és vastag fekete nyomot hagy a betonon. És ez még csak a kezdet ahhoz képest, amit egy repülőgép-abroncsnak ki kell bírnia.
Először csúszik, aztán gördül
A különböző repülőgépek sebessége eltér egymástól, ezért vegyünk egy nagyjából átlagos, 250 km/h-s értéket. Ekkora sebességgel ér földet például egy Airbus A320-as is.
Egy mintegy 1,3 méter átmérőjű keréknek ekkora tempónál nagyjából percenként ezer fordulatot kell tennie. Pontosan ekkora az átmérője például a Boeing 777-300ER főfutó-abroncsainak. Kisebb gépeknél ez az érték szerényebb – az Airbus A320-as esetében valamivel több mint egy méter, míg egy regionális utasszállító, például az Embraer E190-es esetében mindössze 0,93 méter.
A földet érésig a kerék szinte teljesen mozdulatlan. A futópálya a súrlódás révén pörgeti fel, így a gumi a másodperc törtrészéig szó szerint csúszik a betonon. Eközben felmelegszik, kopik, és vastag nyomot hagy maga után. A földet éréskor látható jellegzetes füstöt pontosan ez a felpörgés okozza, nem pedig a fékek munkája.
Ráadásul a repülőgép nem teljes súlyával és 250 km/h-s sebességgel zuhan rá a kerekekre: a mozgása túlnyomórészt vízszintes, a futópályával párhuzamos. A függőleges terhelést pedig nem kizárólag a gumiabroncs viseli – a futóműszárak masszív lengéscsillapítói végzik el a piszkos munka javát. Ezek belsejében gáz nyomódik össze, miközben a hidraulikafolyadék szűk nyílásokon áramlik át, elképesztő hatékonysággal tompítva a becsapódást. Így az ütés ereje időben eloszlik, és nem egyetlen hirtelen pillanat alatt terheli meg a gép szerkezetét.
Mi tart meg huszonnégy tonnát?
Egy repülőgép-abroncs messze nem csupán egy vastag gumiköpeny. A belsejében több réteg gumírozott szálból – úgynevezett kordszövetből – álló, elképesztően erős karkasz (vázszerkezet) található. Ezek a szálak leggyakrabban nejlonból készülnek, míg a peremeket vastag acélhuzalkarikák erősítik meg – ezek rögzítik a hatalmas nyomás alatt lévő köpenyt a keréktárcsához.
Az abroncsokban uralkodó nyomás is fényévekre van attól, amit az autóknál megszokhattunk. A Boeing 777-300-as esetében ez az érték a 15 bart is elérheti. A repülőgép maximális felszálló- vagy leszállótömege mellett egyetlen főfutó-abroncsra brutális, mintegy 24 tonnás súly nehezedik.
A talajjal érintkező felület mérete ennek ellenére elképesztően kicsi: nagyjából két és fél A4-es papírlapnak felel meg kerekenként.
A keményre fújt abroncs azonban még ekkora nyomás mellett sem válik teljesen merevvé. A legtöbb repülőgép-abroncsot úgy tervezik, hogy landoláskor körülbelül 32%-os deformációt is elviseljen. Ez persze nem a kerék teljes átmérőjének egyharmadát jelenti: körülbelül ekkora mértékben csökken terhelés alatt a felni pereme és a talajjal közvetlenül érintkező futófelület közötti távolság.
A belső nyomás feladata tehát nem az, hogy teljesen megakadályozza az abroncs meghajlását, hanem az, hogy a deformációt a biztonságos, előre kiszámított határok között tartsa.
Hová tűnik a sok gumi?
A földet érési zónában éktelenkedő fekete csíkok nem pusztán a korábbi járatok ártalmatlan „kézjegyei”. A betonon felhalmozódó gumi jelentősen csúszósabbá teszi a felületet, ami különösen esős időben válhat életveszélyessé.
Éppen ezért a futópályákat rendszeresen takarítani kell, leggyakrabban brutális erejű, nagynyomású vizes mosókkal. A méretek itt is elképesztőek: az amszterdami Schiphol repülőtér 2018-ban például arról számolt be, hogy egyetlen nagytakarítás során 6,5 tonna lerakódott gumit vakaróztak le a betonról.
A repülőgépek ezután természetesen gond nélkül tovább repültek, de a kerekeik egy apró darabja mindörökre ott maradt a pályán.
Ami a füstnél is veszélyesebb: a túl alacsony guminyomás
Míg egy jól karbantartott, strapabíró abroncs szinte gond nélkül elviseli a landolás sokkját, egy repülőtéren történő egyszerű, békés gurulás során is könnyedén végzetes sérüléseket szenvedhet, ha nem stimmelnek a beállítások.
Ha túl alacsony a guminyomás, a köpeny minden egyes fordulatnál a kelleténél jobban benyomódik. Ez az ismétlődő, folyamatos gyűrődés belülről hevíti túl a karkaszt. Egy hosszú, termináltól a futópályáig tartó, gyorsabb gurulás tovább fokozza a hőképződést, így a köpeny akár már a felszállás pillanata előtt, a földön gurulva is kritikus károsodásokat szenvedhet.
Ezt a problémát szemre szinte lehetetlen észrevenni, mivel a dupla kerekek miatt a szomszédos, feszesebb abroncs észrevétlenül átveszi a terhelés egy részét. A repülőgép-abroncsokat gyártó Goodyear éppen ezért azt javasolja a légitársaságoknak, hogy a nyomást minden egyes nap, kizárólag lehűlt abroncsokon és hitelesített műszerekkel ellenőrizzék.
A földet éréskor keletkező látványos füstfelhőn mindenki ámul, ám a köpeny belsejében fellépő valódi veszély, a csendes túlmelegedés mindenféle látványos felhajtás nélkül, a külvilág és az utasok elől teljesen rejtve is végbemehet.
Miért töltenek nitrogént a kerekekbe, és mik azok az olvadódugók?
A nagy utasszállító repülőgépek fékezett kerekeibe nem egyszerű sűrített levegőt, hanem tiszta, száraz nitrogént vagy más közömbös (inert) gázt töltenek. A tévhitekkel ellentétben ennek nem az az oka, hogy a nitrogén kevésbé tágulna a hő hatására – a fizika törvényei rá is ugyanúgy vonatkoznak, mint a levegőre.
A valódi ok az oxigéntartalom drasztikus csökkentése. Egy extrém fékezés miatti erős túlmelegedés esetén a gumi belső rétegeiből fokozottan éghető gázok és bomlástermékek szabadulnak fel. Ha mindez a hagyományos levegő oxigéntartalmával párosulna, a keverék pillanatok alatt berobbanhatna az abroncs belsejében. A nitrogén használata ezt a kritikus kockázatot zárja ki.
Egy másik zseniális, túlmelegedés elleni biztonsági megoldást a fém keréktárcsákba épített olvadódugók jelentik. Ha a hőmérséklet elér egy kritikus szintet, ezeknek a dugóknak a belseje egyszerűen megolvad, és biztonságosan, kontrolláltan kiengedi a gázt a kerékből. Így az abroncs ártalmatlanul leereszt, ahelyett, hogy egy forró, nagynyomású, guruló pokolgéppé válna.
Ez az okos védelem gyakran csak percekkel a gép teljes megállása után aktiválódik, a vörösizzáson lévő fékek ugyanis folyamatosan adják át a felgyülemlett hőt a keréktárcsának és az abroncsnak. Éppen ezért, ha egy extrém vészfékezés vagy megszakított felszállás után a gép összes gumija leereszt a betonon, az nem tervezési hiba – épp ellenkezőleg, azt jelzi, hogy a biztonsági rendszer hibátlanul tette a dolgát, és megmentette a gépet egy katasztrofális gumi-robbanástól.
A végzetes fémdarab, ami egy legendás utasszállító vesztét okozta
A lenyűgöző mérnöki munka ellenére a repülőgép-abroncsok időnként mégis durrdefektet kapnak. Ennek egyik legismertebb, legtragikusabb példája az Air France Concorde 2000. július 25-i katasztrófája volt. Ez a baleset ráadásul nem is landoláskor, hanem a legkritikusabb szakaszban, felszállás közben történt a párizsi Charles de Gaulle repülőtéren.
Mindössze öt perccel a szuperszonikus gép indulása előtt egy másik repülőgépről, a Continental Airlines egyik McDonnell Douglas DC-10-eséről egy titán fémlemez hullott a futópályára. Az irdatlan sebességgel gyorsító Concorde pontosan ráhajtott a törmelékre, aminek következtében az egyik bal oldali főfutó-abroncsa azonnal szétrobbant.
Ami ezután történt, az azonban nem teljesen úgy zajlott, ahogyan az a köztudatban él. A leszakadó, irdatlan sebességgel pörgő gumidarab ugyanis nem ütötte át közvetlenül a gép üzemanyagtartályát. A hivatalos vizsgálat megállapításai szerint a gumi iszonyatos erővel csapódott alulról a szárnynak. Ez a brutális ütés a csurig töltött üzemanyagtartályban olyan pusztító hidrodinamikai nyomáshullámot indított el, ami belülről, kifelé szakította át a tartály falát. A másodpercenként több tíz literes sebességgel ömlő kerozin azonnal lángra kapott, megpecsételve a gép sorsát. A tragédiában 113 ember veszítette életét.
A katasztrófa után a Concorde-flotta tartályainak sebezhető pontjait speciális, kevlár-erősítésű belső béléssel látták el, a gépek pedig teljesen új fejlesztésű, megerősített Michelin abroncsokat kaptak. Bár ez a lépés végül nem mentette meg a típust a nyugdíjazástól, az eset örökre bebizonyította a repülőgép-iparnak: egyetlen szupertartós gumiköpeny önmagában édeskevés. Elengedhetetlen magának a gép szerkezetének a védelme a szétrobbanó gumi leszakadó darabjaival szemben, ahogyan a futópályákon heverő, úgynevezett FOD (idegen tárgy okozta kár) törmelékek folyamatos, mániákus ellenőrzése is.
Összességében tehát egy utasszállító leszállását nem valamilyen elpusztíthatatlan „csodagumi” teszi lehetővé. Egy komplett, zseniálisan összehangolt rendszer dolgozik együtt a fizika törvényeivel: a masszív belső karkasz, a hajszálpontos guminyomás, az irdatlan terhelést felvevő lengéscsillapítók és a szigorú földi ellenőrzések sora. A földet éréskor füstölő, kopó külső gumiréteg pedig természetes módon, fokozatosan elhasználódik – és amíg a belső vázszerkezet sértetlen marad, éppúgy újrafutózható és cserélhető, mint egy közönséges teherautó esetében.
