¿Cómo se reducen o compensan las fuerzas sobre el tren de aterrizaje en el momento del aterrizaje?

Hay muchas fuerzas que actúan sobre el tren en el punto de aterrizaje. La mejor manera de minimizar las cargas en el tren es aterrizar suavemente (sé que suena obvio).

Por lo que vale la pena, no necesariamente desea girar el tren antes de aterrizar por algunas razones. En primer lugar, necesitaría girar el engranaje con precisión (o al menos muy cerca) de la velocidad a la que el avión aterrizaría. Si haces girar el tren más rápido, en realidad crearás un problema al acelerar el avión cuando toque tierra. Girar el equipo hacia arriba también puede tener un efecto giroscópico grave (ya que ahora tiene una masa que gira rápidamente) ( vea aquí también ) que afectará el manejo de la aeronave.

Además de eso, recuerde que en la aviación a menudo se trata de costos. ¿Cuáles son los costos de mantener un sistema que hace girar previamente el engranaje frente al costo de los neumáticos? Algunas veces es realmente más barato y más fácil hacer una pieza que se desgasta rápidamente y reemplazarla con frecuencia, luego diseñar un sistema complejo que requiere mantenimiento y actualización.

Parece que se han investigado algunos dispositivos para girar, pero el problema de la inercia rotacional parece ser más preocupante que el desgaste de las ruedas. Me imagino que las cargas laterales no intencionales en el tren son un problema mayor y una causa mayor de desgaste en el conjunto de aterrizaje. Tenga en cuenta que la adición de un ensamblaje como este también agrega peso a la aeronave, y a nadie le gusta el peso que no se necesita.

Este es un excelente trabajo de investigación sobre el tema que sugiere (en su conclusión) que una situación previa al giro vería un 1,07 % del desgaste de una situación estática. Continúan afirmando que usaron una aproximación lineal simple y solo tuvieron en cuenta las fuerzas en una dirección, pero parece que es beneficioso para el neumático.

En una nota al margen, este artículo incluso sugiere que los neumáticos se pueden remodelar, por lo que incluso si se reemplazan con frecuencia, parece que se reciclan varias veces.

un A340 completará aproximadamente 6.000 despegues y aterrizajes, lo que requerirá unos 25 juegos de neumáticos de repuesto, cada uno de 1,30 m de alto y con un peso de unos 200 kg. Los neumáticos se pueden remodelar varias veces antes de que finalmente se desechen.

En general, es trabajo del piloto reducir las fuerzas en el tren de aterrizaje al aterrizar. Una de las mejores descripciones que he escuchado sobre el aterrizaje es que el objetivo no es aterrizar sino "transicionar". En otras palabras, lo que realmente quiere hacer es transferir la carga de las alas al tren de aterrizaje de la manera más suave posible, esto reducirá la carga en el tren. En algunos casos (avión pesado de pista corta) su aterrizaje puede ver más fuerza en el tren. Nunca he volado un 737, pero puedo decirle que puedo poner un Piper Warrior en una pista de 7000 pies sin sentir que ha tocado el suelo.

La segunda parte de la pregunta es más simple. Las aeronaves están diseñadas para manejar todas las cargas operativas (=cargas límite) como se define en las FAR u otras reglamentaciones. Además, tienen requisitos de fuerza de reserva para cargas más grandes (1,5 veces o 1,25 veces las cargas límite). Estas últimas cargas son las cargas últimas, que generalmente se requiere que la aeronave permanezca junta durante aproximadamente 3 segundos.

Se desea reducir las fuerzas de giro de las ruedas, pero no es un ganador de la compensación frente a la complejidad que surge de agregar sistemas adicionales para girar las ruedas antes del aterrizaje. Se necesitan enormes esfuerzos para agregar nuevas funciones a los sistemas existentes y probados (trenes de aterrizaje en este caso) y demostrar que no fallarán en condiciones de falla normales y previstas. Si fallan, entonces la estructura ignorará la existencia de dichos sistemas y los beneficios de reducir las cargas desaparecerán.