11 Temmuz 2022’de, Spirit Havayolları’na ait Airbus A320, Atlanta Hartsfield-Jackson Havalimanı’na yaptığı inişin ardından, park pozisyonuna doğru taksi yaptığı sırada, tekerlekleri bir anda alev aldı. Kokpit ekibi, hemen uçağı durdurdu ve acil durum ekiplerini uçağa çağırdı.
Kabin ekibi, endişelenen yolculara yerlerinde kalmaları ve pilotlardan gelecek olan bilgileri beklemeleri için anons üstüne anons yaptı. Birkaç dakika içinde havaalanı itfaiyesi, uçağın tekerlekleri etrafında çıkan küçük yangına müdahale etti. Uçak bir push back aracı ile park pozisyonuna çekildi.
Frenlerin aşırı ısınmasına bağlı olarak gerçekleşen benzer olaylar, son dönemde biraz sıklaştı. Bu olayların sıklaşması bir tesadüf mü; yoksa hava sıcaklıklarının normalin üzerinde seyretmesi, uçak frenlerinin aşırı ısınmasına neden oluyor olabilir mi?
UÇAK FRENLERİ NASIL ÇALIŞIR?
Hareket halindeki bir bisiklet, otomobil veya uçağı durdurmak için yapılması gereken şey, tekerleklere sürtünme kuvveti uygulamaktır. Bisiklette bu, fren balatalarını tekerleğin kenarına itmek için bir kablo kullanılarak yapılır. Otomobillerde, fren balataları, tekerleğin içinde dönen disk rotoruna bastırılır. Uçak için de frenlerin çalışma prensibi genel olarak benzer; ancak diğerlerine nazaran çok daha büyük ölçeklidir. Bu prensip, uçak tipine göre değişiklik gösterebilir.
Örneğin Boeing 787 Dreamliner uçaklarında, ana iniş takımındaki sekiz tekerleğin her birinde fren ünitesi bulunur. Bunlar, ihtiyaç duyulan frenleme etkisine göre, pilotlar tarafından, ayaklarının altındaki rudder pedallarının üst kısımlarına basılarak kontrol edilir. Pedallara basıldığı an, sol ve sağ Fren Sistemi Kontrol Üniteleri’ne elektronik bir sinyal gönderilir.
Sol ve Sağ Fren Sistemi Kontrol Üniteleri, daha sonra tekerleklerdeki frenleme oranını kontrol eden dört Elektronik Fren Aktüatör’lerine sinyaller iletir. Her tekerlekte, karbon fren disklerine baskı yapan ve bir tür piston olan, dört Elektrikli Fren Aktüatörü bulunur.
Fren diskleri, rotor ve stator olmak üzere iki parçadan oluşur.
Rotorlar, tekerleğe tahrik tırnaklarıyla bağlanır. Bu tahrik tırnakları tekerleğin iç kısmı ile temas halinde olduğu için aynı hızda döner. Fren üreticisine bağlı olarak, her bir fren tertibatında bu rotorlardan dört veya beş adet bulunur.
Statorlar ise her bir rotorun etrafına oturur. Yerinde sabitlenir ve hareket etmez. Çark döndükçe rotorlar, statorların içinde döner.
Fren yapıldığında, dört elektrikli fren aktüatörü birinci statora basınç uygular. Bu hamle, dönen rotorlara karşı sabit statorları sıkıştırır. Tekerleği, bu sürtünme etkisi yavaşlatır.
Fren Sıcaklık Göstergesi
Sürtünme ile birlikte ısı ortaya çıkar ve her bir fren ünitesi, mevcut sıcaklığını, kokpitteki tekerlek sinoptik ekranında gösterir. Burada, her bir tekerleğin yanında fren sıcaklığına ilişkin sayısal değerler görünür. Normal değer aralığı 0 – 4.9 arasındadır. Sıcaklık 5.0 veya üzeri olduğunda pilotlara uyarıcı bir mesaj verilir.
Frenler çok ısınırsa, tekerleklere aktarılan ısının lastiklerin patlamasına neden olma ihtimali vardır. Bunun olmasını önlemek için, belirli bir sıcaklığa ulaşıldığında lastiklerdeki sigorta bujileri erir. Bu durum, havanın güvenli bir şekilde serbest bırakılmasını sağlar ve lastiklerin havası yavaşça iner.
İnişte neler oluyor?
Boeing 787 gibi bir uçak yere indiğinde saatte yaklaşık 288 km hızla giden ve 192 ton ağırlığında bir kütledir. Uçak, piste teker koyduktan sonra yavaşlarken, büyük kısmı frenlere aktarılması gereken çok büyük bir enerji ortaya çıkar. Bu yüzden, uçak yaklaşmadan önce, iniş verileri hesaplanır. Bu hesaplama için birkaç kritik parametre vardır.
İlk olarak bilinmesi gereken en önemli şeyler, iniş için müsait olan pist uzunluğu, uçağın iniş ağırlığı ve emniyetli bir iniş için uygun hava koşullarıdır.
İniş esnasında pistin kaygan olduğu anlaşılırsa, pist koşullarının iyileştirilmesini beklemek veya başka bir havalimanına yönelmek gibi bir tercih yapılmalıdır.
Otomobil kullanımında da kavşağa yüksek hızla yaklaşıp aniden frenlere yüklenmek mantıklı değildir. Bu, fren balatalarında gereksiz aşınmaya sebep olur. Bunun yanı sıra, yaşanan durum, araç içerisindeki yolcular açısından da rahatsız edicidir. Bunun yerine, fren basıncını azaltmak için kavşaktan daha uzak bir noktada frenlemeye başlanır.
Aynı prensip uçaklar için de geçerlidir. Teker koyduktan sonra uçağın yavaşlamak ve durmak için kullanılacak pist uzunluğu sabit olduğu için, uçağın ne kadar hızlı duracağını belirleyen tek parametre, fren basıncını değiştirmektir. Böyle bir durumda yapılması gereken şey, mantıklı bir karar almaktır.
İlk seçenekte çok az fren yapılması ve pistin sonuna kadar uçağı durduramama riski bulunur. İkinci seçenekte ise çok fazla frenleme yapılırsa, frenlerin aşırı ısınması ve alev alması riskiyle karşı karşıya kalınabilir. Sonuç olarak, frenlerin çok ısınmasına izin vermeden, pist üzerinde uçağı emniyetli bir şekilde durdurmayı sağlayan şartların yaratılması gerekir.
Ayrıca pistte çok fazla zaman harcanmadığından da emin olunması gerekiyor. Londra Heathrow, İstanbul Havalimanı gibi yoğun meydanlara, ortalama her 50 saniyede bir uçak iniyor. Pas geçmenin en yaygın nedenlerinden biri, öndeki uçağın pisti terk etmesinin çok uzun sürmesi. Bu yüzden pilotlar, pisti hangi çıkış yolundan terk edeceğine karar vermeli ve buna göre frenlemeyi planlanmalıdır.
Otomatik frenleme sistemi de burada devreye giriyor. Uçak, yerde olduğunu algıladığı an, otomatik frenleme sistemi, önceden tayin edilmiş bir hızda aktif hale gelip, uçağı frenlemeye başlıyor.
Fren Soğutma Programı
Otomatik fren ayarı yapılırken, pist uzunluğu, uçak ağırlığı, iniş hızı ve hava durumu bilgilerini dikkate alarak bir hesaplama yapılması gerekiyor. Boeing 787 gibi modern uçaklarda bu hesaplamalar için Yerleşik Performans Aracı (YPA) gibi sistemler kullanılıyor.
Hangi pist çıkışının kullanılacağı belirlenip, buna göre en uygun otomatik fren ayarı yapıldıktan sonra, son olarak, fren soğutma programı kontrol edilir.
Uçağın teknik donanım kitaplarında, aynı verilere bağlı olarak frenlerin ne kadar ısınacağının hesaplamasını sağlayan tablolar bulunur.
Bu tablolarda ayrıca, uçağın kalkış yapmadan önce frenlerin ne kadar sürede soğuyacağına dair de bilgiler yer alır.
Mevcut uçuş planları, frenlerin aşırı ısınmasına neden olacak aralıkta bir sonuca götürüyorsa, iniş verileri üzerinden yapılan hesaplamalara geri dönüp, frenlere gönderilecek enerji miktarını azaltmanın bir yolunun bulunması gerekiyor.
Bu, daha yüksek bir flap ayarı kullanılarak, maksimum thrust reverse kullanmak veya oldukça basit bir şekilde daha düşük bir otomatik fren ayarı kullanılarak, uçağı durdurmak için pistin çok daha fazla kısmının kullanılması olabilir.
Aşırı sıcaklarda frenlere ne olur?
Otomatik fren seçimi söz konusu olduğunda, çoğu zaman uçağın ağırlığı, pist uzunluğu ve çevre koşulları sorun olmaz. Ancak, deneyimli pilotların, fren sıcaklıklarında bir sorun yaşanma ihtimali olabileceğini düşündüğü bazı durumlar vardır. Bunlardan biri de dış hava sıcaklığının yüksek olduğu zamanlardır.
Bu senaryolarda, frenler, hava sıcaklığının daha soğuk olduğu durumdaki kadar etkili bir şekilde ısıyı kaybedemezler. Yani eğer bu süreç düzgün yönetilemezse, frenlerin aşırı ısınma riski oldukça yüksektir.
A320 ailesi uçaklarının çoğunda, fren sıcaklıklarını düşük tutmaya yardımcı olmak için fren fanları bulunuyor. Bu fanlar, pilotların fren ünitesinin etrafında hava sirkülasyonu oluşturarak soğutma hızını artırmalarını, böylece frenlerin çok ısınmasını önlemeye yardımcı olur.
Ancak, havacılıktaki, yaşanan olaylar asla tek bir nedene bağlı olarak gerçekleşmez.
Mürettebat, uzun süre taksi yaptıktan sonra, frenler aşırı ısınmışken kalkış yaparsa; kısa bir uçuşta bu frenlerin soğuma şansları oldukça düşüktür. Uçuşun devamında, hava sıcaklığının yüksek olduğu bir destinasyona, yüksek bir ağırlıkla inip, uçağı durdurmak için güçlü bir frenleme yaparlarsa, fren sıcaklıklarının nasıl fırlayabileceğini tahmin etmek o kadar da zor değil.
Sonuç olarak,
Pilotlar, frenleme yaparken, yalnızca yolcuların konforunu değil, aynı zamanda frenler ve bizzat uçağın kendisi üzerindeki etkilerini de göz önünde bulundurmalı. İniş, yavaşlama ve taksi süreci ile ilgili kritik faktörlerin dikkate alınmaması, frenlerin aşırı ısınmasına neden olabilir.
Frenlerin çok ısınması durumunda, lastik patlamalarını önleyebilmek için, belirli bir sıcaklığa ulaşıldığında otomatik olarak sönecek şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca, iniş takımı tertibatının tasarımı, eğer bir yangın çıksa bile, alevlerin uçağın diğer bölümlerine yayılmayacağı şekildedir.
Bu tip senaryolarda, pilotların yolcuları tahliye etmek yerine herkesi uçakta tutması çoğu zaman daha güvenli bir seçenektir. Havalimanlarındaki itfaiye ekipleri, bir yerine birkaç dakika içinde uçağa ulaşarak, yangına müdahale edecek ve uçağa ya da yolculara zarar vermeden söndürecektir.
Kaynak: The Points Guy UK
Çeviri: Kübra Kaymaz
