¿Cuánta fuerza pueden ejercer los frenos de los aviones grandes?

Esto ha sido respondido antes , pero en un contexto diferente. Por lo tanto, copié la parte esencial aquí:

Los procedimientos de emergencia en el peso de despegue producirán las mayores cargas de frenado. Calcularé las cargas de frenado más altas posibles para un Boeing 747-400 que pesa hasta 400 toneladas al despegar. Para esto necesito esta gráfica de un polinomio para el coeficiente de frenado, que es la relación entre las fuerzas verticales y horizontales antes de que la llanta patine. No sé la fuente; Lo recopilé en algún lugar del pasado y nunca encontré una razón para dudar de su validez.

Poco antes de que la aeronave se detenga, se alcanza el coeficiente de fricción más alto y luego las alas producen poca sustentación, por lo que las cargas verticales de los neumáticos son las del caso estático. Las ruedas frenadas son las 16 ruedas principales; Supongo que las ruedas delanteras sin frenos soportan el 4% del peso total. Al 96% de 400 toneladas actuando sobre esas 16 ruedas, esto es 24 toneladas = 235,344 N = 52,907 lbs de fuerza hacia abajo por rueda. Dado que el coeficiente de fricción es 1 a baja velocidad, la misma carga se transfiere horizontalmente desde cada rueda al suelo y a los puntales del engranaje.

Y, sí, los frenos se bloquearán en una pista seca si los frenos de disco están completamente activados.

Leí el comentario de Jan diciendo que las llantas permanecerán intactas cuando se aplique la máxima fuerza de frenado en una pista seca: las llantas están dimensionadas de manera que no fallen estructuralmente por el máximo esfuerzo de frenado.

Pueden fallar térmicamente, después de que una llanta bloqueada haya patinado a alta velocidad por un tiempo, y la alta temperatura resultante en el área de contacto devora el caucho de la llanta. Esta es, por supuesto, una de las razones por las que se implementan sistemas antideslizantes en las aeronaves, la otra razón es que la fricción de rodadura es mayor que la fricción de derrape. Este informe describe lo que sucede cuando los neumáticos patinan, la alta temperatura provoca el derretimiento de la pieza y la gasificación del área de contacto, lo que proporciona una forma de lubricación y, por lo tanto, un coeficiente de fricción resultante más bajo.

Sin un sistema antideslizante, los frenos ciertamente pueden bloquear las ruedas y, de hecho, los sistemas ABS de los automóviles se implementaron décadas después de haber sido instalados en los aviones, como se menciona en la wiki . En cuanto a la fuerza de frenado máxima que actúa sobre la masa de la aeronave, la página 585 de Torenbeek enumera los valores máximos de desaceleración de la siguiente manera:

• 0,55 g: pista seca, esfuerzo máximo, ignorando la tolerancia de los pasajeros
• 0,35 g: pista mojada, frenado moderno con antideslizante, volquetes elevadores, empuje inverso
• 0,15 g: pista mojada, frenado simple o pista inundada, empuje inverso

La cantidad de fuerza requerida (en muchos casos están diseñados para entregar más fuerza, pero esto proporciona un mínimo) se basa en los pesos y velocidades de las aeronaves, puede encontrar la mayor parte de la información en

§ 25.735 Frenos y sistemas de frenado.

El apartado más relevante es que necesitas ser capaz de proporcionar suficiente fuerza para desacelerar dentro de los límites.

...Se debe alcanzar la tasa de absorción de energía derivada de los requisitos de frenado del fabricante del avión. La desaceleración media no debe ser inferior a 10 fps2.

También como una cuestión de certificación, los frenos deben ser capaces de proporcionar suficiente fuerza para mantener la aeronave en su lugar en el suelo bajo el empuje total de los motores.