Аквапланирование или гидропланирование шин дорожного транспортного средства , самолета или другого колесного транспортного средства происходит, когда слой воды образуется между колесами транспортного средства и поверхностью дороги, что приводит к потере сцепления , что не позволяет транспортному средству реагировать на управляющие воздействия. Если это происходит со всеми колесами одновременно, транспортное средство становится, по сути, неуправляемыми санями . Аквапланирование — это явление, отличное от того, когда вода на поверхности дороги действует просто как смазка . Сцепление уменьшается на мокром асфальте, даже если аквапланирования не происходит. [1]
Каждая функция транспортного средства, которая меняет направление или скорость, зависит от трения между шинами и поверхностью дороги. Канавки резиновой шины предназначены для рассеивания воды из-под шины, обеспечивая высокое трение даже в мокрых условиях. Аквапланирование происходит, когда шина сталкивается с большим количеством воды, чем она может рассеять. Давление воды перед колесом заставляет клин воды под передним краем шины, заставляя ее подниматься над дорогой. Затем шина скользит по водной глади с небольшим, если вообще каким-либо, прямым контактом с дорогой, что приводит к потере управления. Если аквапланируют несколько шин, транспортное средство может потерять контроль над направлением движения и скользить, пока оно либо не столкнется с препятствием, либо не замедлится достаточно, чтобы одна или несколько шин снова соприкоснулись с дорогой и трение восстановилось.
Риск аквапланирования увеличивается с глубиной стоячей воды, более высокой скоростью и чувствительностью транспортного средства к глубине воды. [2] [3]
Не существует точного уравнения для определения скорости, при которой транспортное средство начнет аквапланировать. Существующие усилия вывели правила на основе эмпирических испытаний. [6] [7] В целом, автомобили начинают аквапланировать на скорости выше 72–93 км/ч (45–58 миль/ч). [8]
Мотоциклы выигрывают от узких шин с круглыми пятнами контакта в форме каноэ. Узкие шины менее уязвимы для аквапланирования, поскольку вес транспортного средства распределяется по меньшей площади, а округлые шины легче отталкивают воду. Эти преимущества уменьшаются на более легких мотоциклах с естественными широкими шинами, например, в классе суперспорт . Кроме того, влажные условия снижают боковую силу, которую может выдержать любая шина перед скольжением. В то время как скольжение на четырехколесном транспортном средстве можно исправить, то же самое скольжение на мотоцикле, как правило, приводит к падению водителя. Таким образом, несмотря на относительное отсутствие опасности аквапланирования в мокрых условиях, водители мотоциклов должны быть еще более осторожными, поскольку общее сцепление с дорогой снижается на мокрых дорогах.
Приблизительную скорость, при которой происходит полное аквапланирование, можно рассчитать с помощью следующего уравнения:
где — давление в шинах в фунтах на квадратный дюйм, а полученное значение — скорость в милях в час, при которой транспортное средство начнет полностью аквапланировать. [9] Рассматривая в качестве примера транспортное средство с давлением в шинах 35 фунтов на квадратный дюйм, можно приблизительно определить, что 61 миля в час — это скорость, при которой шины потеряют контакт с поверхностью дороги.
Однако приведенное выше уравнение дает лишь очень грубое приближение. Сопротивление аквапланированию определяется несколькими различными факторами, в основном весом транспортного средства, шириной шины и рисунком протектора, поскольку все они влияют на поверхностное давление, оказываемое шиной на дорогу в заданной области пятна контакта - узкая шина с большим весом и агрессивным рисунком протектора будет противостоять аквапланированию на гораздо более высоких скоростях, чем широкая шина на легком транспортном средстве с минимальным протектором. Кроме того, вероятность аквапланирования резко возрастает с глубиной воды.
Ощущения водителя при аквапланировании транспортного средства зависят от того, какие колеса потеряли сцепление с дорогой и в каком направлении движется автомобиль.
Если автомобиль едет прямо, он может начать ощущаться слегка свободным. Если в нормальных условиях был высокий уровень ощущения дороги, он может внезапно уменьшиться. Небольшие корректирующие управляющие воздействия не оказывают никакого эффекта.
Если ведущие колеса аквапланируют, может быть внезапное слышимое увеличение оборотов двигателя и указанной скорости, когда они начинают вращаться. На широком повороте на шоссе, если передние колеса теряют сцепление, автомобиль внезапно сместится к внешней стороне поворота. Если задние колеса теряют сцепление, задняя часть автомобиля вылетит вбок в занос. Если все четыре колеса аквапланируют одновременно, автомобиль будет скользить по прямой, снова к внешней стороне поворота, если это поворот. Когда любое или все колеса восстанавливают сцепление, может быть внезапный рывок в любом направлении, куда направлено это колесо.
Управляющие воздействия, как правило, контрпродуктивны при аквапланировании. Если автомобиль не находится в повороте, ослабление нажатия на педаль газа может замедлить его достаточно, чтобы восстановить сцепление. Управляющие воздействия могут ввести автомобиль в занос, из которого будет трудно или невозможно выйти. Если торможение неизбежно, водитель должен делать это плавно и быть готовым к нестабильности.
Если задние колеса аквапланируют и вызывают избыточную поворачиваемость , водителю следует повернуть руль в сторону заноса, пока задние шины не восстановят сцепление с дорогой, а затем быстро повернуть руль в другую сторону, чтобы выровнять автомобиль.
Лучшая стратегия — избегать факторов, способствующих аквапланированию. Правильное давление в шинах, узкие и неизношенные шины и сниженная скорость, которая считается умеренной на сухой дороге, снизят риск аквапланирования, как и избегание стоячей воды.
Электронные системы контроля устойчивости не могут заменить защитные методы вождения и правильный выбор шин. Эти системы основаны на избирательном торможении колес, которое, в свою очередь, зависит от контакта с дорогой. Хотя контроль устойчивости может помочь выйти из заноса, когда автомобиль замедляется достаточно, чтобы восстановить сцепление, он не может предотвратить аквапланирование.
Поскольку скопление воды и изменение дорожных условий могут потребовать плавного и своевременного снижения скорости, круиз-контроль не следует использовать на мокрых или обледенелых дорогах.
Аквапланирование, также известное как гидропланирование, — это состояние, при котором стоячая вода, слякоть или снег приводят к тому, что движущееся колесо самолета теряет контакт с несущей поверхностью, по которой оно катится, в результате чего торможение колеса неэффективно для снижения путевой скорости самолета. Аквапланирование может снизить эффективность торможения колес самолета при посадке или прерывании взлета , когда оно может привести к выкатыванию самолета за пределы взлетно-посадочной полосы. Аквапланирование было фактором многочисленных авиакатастроф, включая уничтожение рейса 3054 авиакомпании TAM Airlines, который выкатился за пределы взлетно-посадочной полосы в Сан-Паулу в 2007 году во время сильного дождя. Самолеты, которые могут использовать торможение обратной тягой , имеют преимущество перед дорожными транспортными средствами в таких ситуациях, так как этот тип торможения не подвержен аквапланированию, но для его срабатывания требуется значительное расстояние, поскольку он не так эффективен, как торможение колес на сухой взлетно-посадочной полосе.
Аквапланирование — это состояние, которое может возникнуть, когда самолет приземляется на поверхность взлетно-посадочной полосы, загрязненную стоячей водой , слякотью и/или мокрым снегом. Аквапланирование может иметь серьезные неблагоприятные последствия для управляемости на земле и эффективности торможения. Три основных типа аквапланирования — это динамическое аквапланирование, аквапланирование с обратной резиной и вязкое аквапланирование. Любой из трех может сделать самолет частично или полностью неуправляемым в любой момент во время пробега по приземлению.
Однако это можно предотвратить с помощью канавок на взлетно-посадочных полосах. В 1965 году делегация США посетила Королевское авиационное учреждение в Фарнборо, чтобы осмотреть их рифленую взлетно-посадочную полосу для снижения аквапланирования, и инициировала исследование FAA и NASA . [ 10] С тех пор рифление было принято большинством крупных аэропортов по всему миру. Тонкие канавки прорезаны в бетоне, что позволяет воде рассеиваться и еще больше снижает вероятность аквапланирования.
Вязкое аквапланирование обусловлено вязкими свойствами воды. Тонкая пленка жидкости толщиной не более 0,025 мм [11] — это все, что нужно. Шина не может проникнуть в жидкость, и она катится поверх пленки. Это может происходить на гораздо более низкой скорости, чем динамическое аквапланирование, но требует гладкой или гладкой поверхности, такой как асфальт или зона приземления, покрытая накопленной резиной от прошлых приземлений. Такая поверхность может иметь тот же коэффициент трения, что и мокрый лед.
Динамическое аквапланирование — это относительно высокоскоростное явление, которое происходит, когда на взлетно-посадочной полосе есть пленка воды толщиной не менее 2,5 мм ( 1 ⁄ 10 дюйма). [11] По мере увеличения скорости самолета и глубины воды слой воды создает все большее сопротивление смещению, что приводит к образованию клина воды под шиной. На некоторой скорости, называемой скоростью аквапланирования (V p ), восходящая сила, создаваемая давлением воды, равна весу самолета, и шина отрывается от поверхности взлетно-посадочной полосы. В этом состоянии шины больше не способствуют управлению направлением, а тормозное действие равно нулю. Динамическое аквапланирование, как правило, связано с давлением в шинах. Испытания показали, что для шин со значительными нагрузками и достаточной глубиной воды для размера протектора, чтобы динамическое давление напора от скорости применялось ко всему пятну контакта, минимальная скорость для динамического аквапланирования (V p ) в узлах составляет около 9 квадратного корня давления в шинах в фунтах на квадратный дюйм (PSI). [11] Для давления в шинах самолета 64 PSI расчетная скорость аквапланирования составит приблизительно 72 узла. Эта скорость для катящегося, нескользящего колеса; заблокированное колесо снижает V p до 7,7 квадратного корня давления. Поэтому, как только заблокированная шина начинает аквапланировать, оно будет продолжаться до тех пор, пока скорость не уменьшится другими способами (сопротивлением воздуха или обратной тягой). [11]
Аквапланирование реверсивной резины (пара) происходит во время резкого торможения, что приводит к длительному заносу заблокированных колес. Для облегчения этого типа аквапланирования требуется лишь тонкая пленка воды на взлетно-посадочной полосе. Занос шин генерирует достаточно тепла, чтобы превратить водяную пленку в подушку из пара, которая удерживает шину от взлетно-посадочной полосы. Побочным эффектом тепла является то, что оно заставляет резину, контактирующую с взлетно-посадочной полосой, возвращаться в свое первоначальное невулканизированное состояние. Признаками того, что самолет испытал аквапланирование реверсивной резины, являются характерные «пароочищенные» следы на поверхности взлетно-посадочной полосы и участок реверсивной резины на шине. [11]
Аквапланирование с обратным резиновым покрытием часто следует за столкновением с динамическим аквапланированием, во время которого пилот может заблокировать тормоза, пытаясь замедлить самолет. В конце концов самолет замедляется достаточно, чтобы шины соприкоснулись с поверхностью взлетно-посадочной полосы, и самолет начинает скользить. Средство от этого типа аквапланирования заключается в том, чтобы пилот отпустил тормоза и позволил колесам раскрутиться и применить умеренное торможение. Аквапланирование с обратным резиновым покрытием коварно тем, что пилот может не знать, когда оно начинается, и оно может сохраняться до очень низкой скорости относительно земли (20 узлов или меньше).
Любая аквапланирующая шина снижает как эффективность торможения, так и управляемость. [11]
При столкновении с возможностью аквапланирования пилотам рекомендуется приземляться на рифленую взлетно-посадочную полосу (если таковая имеется). Скорость приземления должна быть как можно меньше, в соответствии с безопасностью. После того, как носовое колесо опущено на взлетно-посадочную полосу, следует применить умеренное торможение. Если замедление не обнаружено и есть подозрение на аквапланирование, нос следует поднять и использовать аэродинамическое сопротивление для замедления до точки, когда тормоза действительно станут эффективными. [ необходимо разъяснение ]
Правильная техника торможения имеет важное значение. Тормоза следует применять жестко, пока не достигнет точки, близкой к заносу. При первых признаках заноса пилот должен отпустить тормозное давление и позволить колесам раскрутиться. Контроль направления должен поддерживаться как можно дольше с помощью руля направления. При боковом ветре, если произойдет аквапланирование, боковой ветер заставит самолет одновременно развернуться по ветру (т. е. нос повернется к ветру) [11] , а также скользить по ветру (самолет будет стремиться скользить в направлении движения воздуха). [ необходимо разъяснение ] Для небольших самолетов удержание носа вверх, как при посадке на мягкое поле, и использование руля направления для аэродинамического поддержания контроля направления, удерживая элерон против ветра в наилучшем положении, чтобы не допустить подъема крыла, должно помочь. Однако избегайте посадки в сильный дождь, когда составляющая бокового ветра выше, чем максимально продемонстрированный боковой ветер, указанный в Pilot Operations Handbook.
Когда поверхность мокрая, слой воды может действовать как смазка, значительно снижая сцепление и устойчивость автомобиля. Если под шиной достаточно воды, может возникнуть аквапланирование.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ) [ мертвая ссылка ]{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )0,25 мм для изношенных шин и 0,76 мм для новых шин
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )